Die vorliegende Erfindung betrifft eine fernbedienbare (ferngesteuert oder manuell) Kanülenführung zum Einstechen langer Kanülen, bei¬ spielsweise einer Injektionsnadel für die Injektion von Medi¬ kamenten, medizinischer Präparaten oder Kontrastmitteln oder auch von Instrumenten, in einen Patientenkörper unter beengten Verhältnissen gemäß des ersten Patentanspruchs.

Die vorgenannten beengten Verhältnisse liegen beispielsweise bei interventionellen radiologischen Untersuchungen oder Ein¬ griffen, beispielsweise im Computertomographen (CT) oder Mag- netresonaztomographen (MRT) vor. Üblicherweise liegt der Pa¬ tient dabei auf einer Patientenliege im MRT- oder CT-Kanal, während der behandelnde Arzt den Eingriff visuell am Bildschirm unter Nutzung der MRT- oder CT-Daten überwacht und die Eingrif¬ fe von außen her steuert.

Eingriffe der vorgenannten Art dienen beispielsweise der In¬ jektion von Medikamenten, medizinischer Präparaten oder Kon¬ trastmitteln unter Verwendung langer Kanülen, die bildgestützt in den Patienten, d. h. in den beengten Verhältnissen exakt in ein bestimmte Zielposition eingestochen werden. Gerade Kanülen erleichtern dabei eine präzise Positionierung der Kanülenspitze im Patentenkörper.

Alternativ dienen Kanülenführungen der eingangs genannten Art der Einführung von optischen, elektrischen, mechanischen oder kryotechnischen Verbindungen (z.B. Kabel, Glasfasern etc.) in einen Patientenkörper.

Die DE 41 13 045 Cl beschreibt beispielhaft eine Kanülenführung für eine gerade Kanüle, die von der distalen Ende her durch ei¬ ne ebenfalls gerade Kunststoffführung verschiebbar angeordnet ist. Die genannte Führung weist bei den vorgenannten beengten Ver¬ hältnissen nur einen eingeschränkten Anwendungsbereich auf. Insbesondere die Kanalwandungen eines MRT oder CT begrenzen den Raum um den Patienten massiv, sodass längere gerade Kanülen nur schräg in einen im Kanal eingeschobenen Patientenkörper einge¬ stochen werden können.

Die Aufgabe der Erfindung liegt demnach darin, eine Kanü¬ lenführung vorzuschlagen, welche die vorgenannten Ein¬ schränkungen nicht aufweist, insbesondere aber eine verbesserte und exaktere Positionierung einer Kanülespitze im Pa¬ tientenkörper ermöglicht.

Die Aufgabe wird mit einer fernsteuerbaren oder manuelle Kanü¬ lenführung mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen wieder.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Kanülenführung vorgeschlagen, die mindestens eine Umlenkzwangsführung für die Kanüle umfasst. Mit einer derartigen Zwangsführung kann beispielsweise eine lange Kanüle parallel zum Patentenkörper zu der Einstichstelle positioniert werden und dort in Richtung des Körpers in einer vorgegebenen Ausrichtung umgelenkt werden. Dies setzt eine e- lastische Kanüle voraus, welche sich außerhalb der Zwangsfüh¬ rung in die gerade Ausgangsform zurückformt. Als Kanülenmateri¬ alien eignen sich besonders superelastische Materialien wie z.B. Formgedächtnislegierungen, welche ohne plastische Verfor¬ mungen in der Umlenkzwangsführung auch in kleineren Radien biegbar sind und somit den erforderlichen Platzbedarf für die Kanülenführung vorteilhaft weiter reduziert.

Vorzugsweise umfasst die Umlenkzwangsführung mindestens einen an beiden Enden fixierten Führungsschlauch, in dem die Kanüle axial verschiebbar geführt ist. Als Führungsschlauch eignen sich insbesondere biegeweiche Schläuche mit einem formstabilen Querschnitt mit geringem Reibwiderstand hin zur Kanüle, bei¬ spielsweise Nylonschläuche oder Bodenzugschläuche mit einer - - Spiraldrahtarmierung. Die beiden Enden dienen nicht nur Positi¬ onierung, sondern auch der Ausrichtung der am jeweiligen Ende den Schlauch verlassenen Kanüle. Hierzu ist mindestens eines der beiden Enden eines jeden Führungsschlauchs über Verstell¬ vorrichtungen mit Antrieben (Kolbenantriebe, Stellmotoren etc.) und ggf. einer separaten Sensorik (Weg- und Winkelsensoren) in ihrer Lage und Ausrichtung verstellbar zu gestalten.

Für das Vor- und Zurückziehen der Kanüle in der Umlenkzwangs- führung dient eine Vorschubvorrichtung, vorzugsweise ein Line¬ arantrieb (Stellmotor, Stellkolben etc.) mit einem Greifer zum Greifen sowie zum Vor- und Zurückfahren der Kanüle. Ein mög¬ lichst exakt positioniertes und ausgerichtetes Einstechen der Kanüle in den Patientenkörper erzielt man dann, wenn der An¬ griffspunkt der Vorschubeinrichtung an der Kanüle distal zu den Umlenkzwangsführungen direkt nahe am Einstichpunkt am Patienten positioniert ist und durch diese nicht beeinflusst wird. Mit dem Greifer ist ein letztes Ausrichten und Positionieren der Kanüle vor dem Einstichpunkt außerhalb des Patientenkörpers möglich.

Die Vorschubeinrichtung arbeitet ähnlich dem sog. Stick-slip- Prinzip. Nach dem Greifen der Kanüle wird diese axial vor- oder zurückgeschoben und in der neuen Position losgelassen, wobei sie von der Reibung in der Kanülenführung und im Patientenkör¬ per gehalten wird. Es folgt eine Verschiebung des gelösten Greifers auf der Kanüle mit einem erneuten Greifen der Kanüle durch den Greifer an anderer Stelle.

Alternativ werden sog. Inch-Worm-Antriebe als Vorschubein¬ richtung vorgeschlagen. Sie besteht aus zwei wechselweise an¬ greifenden Greifer für die Kanüle mit zwischengeschalteten Li¬ nearaktor für die Vorschubbewegung. Dabei kann in einer weite¬ ren Ausführungsform auch der distalseitige Greifer als Füh¬ rungsgreifer, abgekoppelt von dem Antrieb, aber, falls erfor¬ derlich, optional mit zusätzlichen Richtungskor¬ rekturmöglichkeit konzipiert sein. Als weitere Alternative bieten sich grundsätzlich auch Reib¬ radantriebe an, die jedoch einen erhöhten Abrieb auf der Kanüle erwarten lassen und damit einen Einsatz für ein Einschieben ei¬ ner Kanüle in einen Patientenkörper erheblich einschränken.

Alle genannten Antriebe und Vorschubeinrichtungen sind somit nicht manuell und damit grundsätzlich fernsteuerbar.

Als medizinisches Gerät muss die Kanülenführung besonderen An¬ forderungen hinsichtlich einer Sterilität genügen. Insbesondere umfasst die Kanülenführung einen Sterilbereich für die Kanüle, der vorzugsweise von den Umlenkzwangsführungen sowie von dich¬ tend an diese anschließenden Sterilschutzschläuche umschlossen ist.

Weitere Anwendungen der Kanülenführung, wie des minimalinva- siven Einschiebens beispielsweise von Sonden, Instrumenten, E- lektroden, Kathetern oder Aktoren wie Ultraschallwandler bedür¬ fen keiner grundlegend anderer Auslegung der Kanülenführung und werden damit zumindest als Äquivalente durch die Erfindung mit abgedeckt.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mit den folgenden Figuren beispielhaft und nicht einschränkend näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine vereinfachte seitliche Ansicht des Ausführungs¬ beispiels sowie

Fig. 2 eine Kanüle mit Einwegkomponenten der Ausführungsbei¬ spiels .

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel besteht im Wesent¬ lichen aus einem Führungsschlauch 1 für die Umlenkung einer e- lastischen Kanüle 2 hin zum Patentenkörper 3. Die Vor¬ schubeinrichtung 4, gestaltet als Inch-Worm-Antrieb, greift die - - Kanüle 2 mit einem pneumatischen Führungsgreifer 5 und einem ebenfalls pneumatischen Greifer 6 wechselseitig und distal zum Führungsschlauch 1 möglichst nach am Patientenkörper 3 an, wo¬ durch der Einfluss durch mögliche Nachgiebigkeiten oder Rei¬ bungseffekte in der Kanülenführung auf die Positioniergenauig¬ keit bis auf ein Minimum eliminierbar ist. Die Vorschubein¬ richtung in Fig. 1 umfasst ferner einen beidseitig bidirektio¬ nalen Pneumatikzylinder als Linearaktor 7, wobei der feste Füh¬ rungsgreifer 5 mit dem Zylinder und der bewegliche Greifer 6 mit dem Kolben verbunden ist. Die pneumatische Vorschubein¬ richtung kommt ohne magnetische oder elektrisch leitfähige Bau¬ teile aus, womit sich diese für einen Einsatz im MRT bzw. CT besonders prädestiniert.

Bei einer Vorschubbewegung wird zunächst die Kanüle vom Füh¬ rungsgreifer 5 oder allein durch die Reibung in der Vorrichtung festgehalten, während der Greifer 6 seine Greifposition an¬ fährt. Es folgt ein Greifen der Kanüle durch den Greifer 6 und ein Lösen des Führungsgreifers 5 mit anschließenden Verfahren der Kanüle über den Greifer 6 mit dem Linearatrieb 7 in eine gewünschte Richtung oder Position. Bei der Vorschubbewegung dienen dabei Führungsgreifer 5 und Klemmstück 12 in vorteilhaf¬ ter Weise als mechanische Sicherheitsbegrenzungen für den Füh¬ rungsgreifer 5. Ist eine Position erreicht, kann über ein Lösen und erneutes Positionieren des Greifers 6 auf der Kanüle eine weitere Vorschubbewegung über ein Wiederholen der vorgenannten Schritte eingeleitet werden.

Die Kanüle besteht vorzugsweise aus einer superelastischen Le¬ gierung, beispielsweise einer Ni-Ti-Legierung mit den bekannten mechanischen und biokompatiblen Eigenschaften.

In Fig. 1 sind ferner ein Wegmesssystem 8 für den Vorschub der Kanüle 2 sowie ein Positionsmesssystem 9 für den Linearaktor 7 als Teile der Sensorik dargestellt. Das Positionsmesssystem 9 umfasst zwei Wegaufnehmer für die Erfassung der Position des Greifers 6. Die Übertragung von den Greifern zum Positionsmess- system erfolgt über Seilzüge 11 mit Umlenkrolle 10.

In Fig. 1 nicht dargestellt ist beispielsweise ein Trägerele¬ ment, welches als Chassis und/oder Gehäuse für die darge¬ stellten Komponenten dient.

Der Führungsschlauch 1 endet an beiden Seiten mit je einem Klemmstück 12 und 13, welche über nicht dargestellte Fixie¬ rungen mit dem Trägerelement verbunden ist. Insbesondere das distalseitge Klemmstück 12 ist über die Fixierung in einer be¬ vorzugten Ausführungsform über eigene Verstellvorrichtungen (Antriebe, Pneumatikzylinder, Bowdenzüge etc.) gemeinsam mit der Vorschubeinrichtung 4 in mindestens einem der sechs Frei¬ heitsgrade (3x lateral, 3x rotatorisch) ausricht- und positio¬ nierbar. Bezüglich einer ggf. erforderlichen MRT- bzw. CT-Taug- lichkeit dieser Verstellvorrichtung sowie der hierfür erforder¬ lichen zusätzlichen Sensorik gilt das zu der Vorschub¬ einrichtung 4 entsprechend genannte (keine elektrisch leitfähi¬ gen oder magnetisierbaren Materialien, benötigt oder erzeugt kein elektrisches oder magnetisches Feld) .

Die Kanülenführung in Fig. 1 zeigt zudem mehrere Sterilschutz¬ schläuche 14 (dünnwandige Kunststoffschlauche) , welche gemein¬ sam mit dem Führungsschlauch 1 einen Sterilbereich für die Ka¬ nüle 2 bildet. Im Ausführungsbeispiel überbrückt je ein Steril- schutzschlauch den Zwischenraum zwischen den beiden Greifern 5 und 6, dem Greifer β und dem Klemmstück 12 sowie dem Klemmstück 1.3 und dem Luer-Lock-Ansatz 15 am proximalen Ende der Kanüle 2.

Es bietet sich an, alle Komponenten, die den Sterilbereich um¬ schließen, gemeinsam mit der Kanüle 2, den Klemmstücken 12 und 13 sowie zwei Adapterstücke 16 und 17 für die beiden Greifer 5 und 6 als zusammenhängende Baugruppe als Einwegkomponenten zu konzipieren. Fig. 2 zeigt beispielhaft diese Baugruppe in einer Sterilverpackung 18 aus zwei miteinander verschweißbaren Kunst- Stofffolien, wobei die distalseitige Kanülenspitze durch eine Schutzkappe 19 geschützt ist.

Für eine Verwendung wird die vorgenannte sterile Baugruppe (Einwegkomponenten mit Kanüle und Sterilbereich) aus der Ste¬ rilverpackung entnommen und je nach Anwendung präpariert, z.B. an eine Medikamentendosierung angeschlossen oder als Führungs¬ rohr für Laserlichtleite, Kryoleitungen etc. vorbereitet. Erst anschließend wird die Baugruppe in die Vorrichtung (zweite, nicht sterile Baugruppe) eingesetzt, wobei erst mit dem Zusam¬ menfügen der sterilen und nicht sterilen Baugruppe die Kanülen¬ führung entsteht.

Aus medizinischer Sicht ist es für den Patienten angenehmer, vor einem maschinellen fernbedienbaren Einstechen an der Ein¬ stichstelle einen Kontakt durch leichtes Andrücken (im Kraftbe¬ reich zwischen 10 und 20 N) einer weichen und sterilen Patien¬ tenauflage 20 (angedeutet in Fig. 1) zu spüren. Die Patienten¬ auflage des Ausführungsbeispiels umfasst einem kegelförmigen komprimierbaren Kegel mit einem Kern aus Schaumstoff, welcher sicherstellt, dass der Bereich um die anvisierte Einstichstelle flächig kontaktiert wird und die von der Kanüle zu durchste¬ chenden Gewebeschichten des Patientenkörpers nicht gegeneinan¬ der verrutscht werden. Nicht in Fig. 1 dargestellt ist ein mit¬ tiger kegelförmiger Durchbruch für die Kanüle in der Mitte der Patientenauflage. Bezugszeichenlistβ

1 Führungsschlauch 2 Kanüle 3 Patientenkörper 4 Vorschubeinrichtung 5 Führungsgreifer 6 Greifer 7 Linearaktor 8 Wegmesssystem 9 Positionsmesssystem 10 Umlenkrolle 11 Seilzüge 12 Klemmstück 13 Klemmstück 14 Sterilschutzschlauch 15 Luer-Lock-Ansatz 16 Adapterstück, für unteren Greifer 17 Adapterstück für oberen Greifer 18 SterilVerpackung 19 Schutzkappe 20 Patientenauflage