DE19828616A1 - Röntgenröhre und Katheter mit einer derartigen Röntgenröhre - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre (1) zur Einführung in Körpergefäße (4) eines Lebewesens aufweisend ein Vakuumgehäuse (10). Das Vakuumgehäuse (10) der Röntgenröhre (1) weist zumindest einen aus einem biokompatiblen Material ausgebildeten Gehäuseabschnitt (9) auf, der bei der Behandlung eines Lebewesens mit Röntgenstrahlung in unmittelbarer Berührung mit Körpergewebe und/oder Körperflüssigkeiten (13) des Lebewesens gebracht werden kann. Die Erfindung betrifft außerdem einen mit einer derartigen Röntgenröhre (1) versehenen Katheter (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre zur Einführung in Körpergefäße eines Lebewesens aufweisend ein Vakuumgehäuse, in welchem eine Kathode und eine Anode angeordnet sind. Die Erfindung betrifft außerdem einen Katheter mit einem Schaft, dessen distales Ende mit einer derartigen Röntgenröhre ver­ sehen ist.

Röntgenröhren der eingangs genannten Art werden in der Regel zur Behandlung von Erkrankungen mit Röntgenstrahlung im Kör­ perinneren von Patienten eingesetzt. Derartige miniaturi­ sierte, in Körpergefäße einführbare und damit in unmittel­ barer Nähe zu dem zu behandelnden Gewebe plazierbare Röntgen­ röhren bieten den Vorteil, daß im wesentlichen nur das zu be­ handelnde und kein gesundes Gewebe mit Röntgenstrahlung be­ aufschlagt wird, welches durch die Röntgenstrahlung geschä­ digt werden könnte.

Ein Einsatzgebiet derartiger Röntgenröhren ist die Behandlung von Gefäßverengungen (Stenosen) in Arterien oder Venen. In 30 bis 50% der Fälle, in denen sich Patienten mit Gefäßveren­ gungen einer PTCA-Behandlung (Percutane transluminare Coronarangiographie) zur Weitung der Gefäßverengungen unter­ ziehen, kommt es nach etwa einem halben Jahr zur Restenose­ bildung. Durch eine auf die PTCA-Behandlung folgende Behand­ lung der Gefäßverengungen mit Röntgenstrahlung kann der An­ teil der Patienten mit Restenosebildung reduziert werden. Die Behandlung mit Röntgenstrahlung erfolgt in der Regel unter Verwendung einer an einem Katheter angeordneten Röntgenröhre der eingangs genannten Art, welcher durch Arterien bzw. Venen zu der zu behandelnden Gefäßverengung vorgeschoben und ent­ sprechend relativ zu der Gefäßverengung plaziert wird. Die Röntgenröhre des Katheters befindet sich dann in geeigneter Lage relativ zu der Gefäßverengung, welche mit Röntgenstrah­ lung beaufschlagt werden kann.

Ein derartiger Katheter mit Röntgenröhre ist beispielsweise aus der WO97/07740 bekannt. Der Katheter weist einen fle­ xiblen Schaft auf, in dessen distalem Ende die Röntgenröhre zum Zwecke der Behandlung von Gefäßverengungen mit Röntgen­ strahlung angeordnet ist. Um den Katheter mit Röntgenröhre in den Körper von Patienten einführen zu können, ist der Kathe­ ter aus einem körperverträglichen, einem sogenannten biokom­ patiblen Material, z. B. Polyethylen, Polyuretane etc., aus­ gebildet. Sofern sich die Röntgenröhre nicht innerhalb des Schaftes des Katheters befindet, muß auch das ansonsten mit Körpergewebe bzw. Körperflüssigkeiten in Berührung stehende Vakuumgehäuse der Röntgenröhre mit einer Schicht aus einem derartigen biokompatiblen Material überzogen werden.

Als nachteilig erweist sich bei der bekannten Röntgenröhre bzw. dem bekannten Katheter mit Röntgenröhre, daß bei der Be­ handlung eines Patienten die mit der Röntgenröhre erzeugte Röntgenstrahlung nicht nur das Vakuumgehäuse, sondern auch die Schicht des biokompatiblen Materials durchdringen muß, welches Röntgenstrahlung absorbiert. Aus diesem Grund muß die Röntgenröhre mit einem höheren Röhrenstrom zur Erzeugung der für die Behandlung von Gefäßverengungen erforderlichen thera­ peutischen Röntgendosis betrieben werden. Dies führt aber in unerwünschter Weise zu einer größeren Hitzeentwicklung im Be­ trieb der Röntgenröhre mit der Gefahr einer übermäßigen Er­ hitzung und damit Schädigung des die Röntgenröhre bzw. das distale Ende des Katheters umgebenden Arterien- bzw. Venenge­ webes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Röntgen­ röhre der eingangs genannten Art derart auszuführen, daß der Anteil der im Betrieb der Röntgenröhre erzeugten Röntgen­ strahlung reduziert wird, welcher absorbiert wird, bevor er zu dem zu behandelnden Gewebe gelangt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin einen Katheter mit Röntgenröhre derart auszubilden, daß der Anteil der im Betrieb der Rönt­ genröhre erzeugten Röntgenstrahlung reduziert wird, welcher absorbiert wird, bevor er zu dem zu behandelnden Gewebe ge­ langt.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Rönt­ genröhre zur Einführung in Körpergefäße eines Lebewesens auf­ weisend ein Vakuumgehäuse, in welchem eine Kathode und eine Anode angeordnet sind, wobei das Vakuumgehäuse zumindest einen aus einem biokompatiblen Material ausgebildeten Gehäu­ seabschnitt aufweist, welcher bei der Behandlung eines Lebe­ wesens mit Röntgenstrahlung in unmittelbarer Berührung mit Körpergewebe und/oder Körperflüssigkeiten des Lebewesens ge­ bracht werden kann. Erfindungsgemäß weist also das Vakuumge­ häuse der Röntgenröhre, vorzugsweise in dem Bereich, in dem Röntgenstrahlung erzeugt wird, einen aus einem biokompatiblen und röntgentransparenten Material ausgebildeten Gehäuseab­ schnitt auf, welcher für die Einführung der Röntgenröhre in Körpergefäße von Lebewesen mit keiner zusätzlichen Schicht eines biokompatiblen Materials versehen werden muß. Auf diese Weise muß die im Betrieb der Röntgenröhre erzeugte Röntgen­ strahlung nicht mehr das Vakuumgehäuse der Röntgenröhre und die um das Vakuumgehäuse angeordnete Schicht aus biokompati­ blem Material, sondern nur noch den aus einem biokompatiblen Material ausgebildeten Gehäuseabschnitt des Vakuumgehäuses durchdringen, wodurch der Grad der Absorption der erzeugten Röntgenstrahlung reduziert wird. Das Vakuumgehäuse der Rönt­ genröhre muß aber nicht notwendigerweise nur einen derartig ausgebildeten Gehäuseabschnitt aufweisen, sondern kann voll­ ständig aus einem biokompatiblen Material ausgebildet sein. Das Vakuumgehäuse der Röntgenröhre bzw. der entsprechende Be­ reich des Vakuumgehäuses ist dabei derart aus dem biokompati­ blen Material ausgebildet, daß es vakuumdicht und druckstabil ist.

Der Wegfall der zusätzlichen biokompatiblen Schicht um das Vakuumgehäuse der Röntgenröhre hat neben dem Vorteil der ge­ ringeren Absorption von Röntgenstrahlung den weiteren Vor­ teil, daß sich der Gesamtdurchmesser der Röntgenröhre verrin­ gert. Auf diese Weise kann die Röntgenröhre zur Behandlung in kleinere Körpergefäße eingeführt werden. Darüber hinaus ist die Herstellung einer derartigen Röntgenröhre im Vergleich zu der bekannten an dem Katheter angeordneten Röntgenröhre ver­ einfacht, da Herstellungsschritte wie die äußere Beschichtung des Vakuumgehäuses mit dem biokompatiblen Material entfallen können.

Varianten der Erfindung sehen vor, als biokompatibles Mate­ rial für den Gehäuseabschnitt des Vakuumgehäuses der Röntgen­ röhre Glaskohlenstoff, z. B. SIGRADUR, oder Titannitrit (TiN) zu wählen. Beide Materialien sind vakuumdicht, druckbe­ ständig und besitzen vorteilhafter Weise eine sehr gute Blut- und Gewebeverträglichkeit. Glaskohlenstoff besitzt zudem eine geringe Dichte von ρ = 1,54 g/cm³ und eine niedrige Kern­ ladungszahl, so daß Glaskohlenstoff auf vorteilhafte Weise eine hohe Strahlentransparenz für Röntgenstrahlung aufweist.

Die weitere Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch einen Katheter mit einem Schaft, dessen distales Ende mit einer er­ findungsgemäßen Röntgenröhre versehene ist. Indem die Rönt­ genröhre an dem distalen Ende eines Katheters angeordnet ist, kann diese auf einfache Weise in den Körper, beispielsweise in Arterien oder Venen zur Behandlung von Gefäßverengungen, eingeführt werden, wobei die erfindungsgemäße Ausführung der Röntgenröhre durch den Wegfall der zusätzlichen biokompati­ blen Schicht um das Vakuumgehäuse der Röntgenröhre eine effektive Behandlung mit Röntgenstrahlung bei geringer Ab­ sorption von Röntgenstrahlung durch Materialien gestattet.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Röntgenröhre ist in der beigefügten schematischen Zeichnung dargestellt.

Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Röntgenröhre 1. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist die Röntgen­ röhre 1 an dem distalen Ende eines Katheter 2 mit einen aus einem Kunststoff ausgebildeten flexiblen Schaft 3 angeordnet. Der Katheter 2 mit der Röntgenröhre 1 ist in eine Arterie 4 zur Behandlung einer in der Figur nicht näher gezeigten Ge­ fäßverengung eingeführt worden.

Die Röntgenröhre 1 weist eine Kathode 5 und eine Anode 6 auf, welche jeweils über einen Isolator 7 bzw. 8 mit einem Gehäu­ seabschnitt 9 der Röntgenröhre 1 verbunden sind. Der Isolator 8 und der Gehäuseabschnitt 9 bilden ein Vakuumgehäuse 10.

Zum elektrischen Anschluß der Röntgenröhre 1, beispielsweise an einen in der Figur nicht gezeigten, aber an sich bekannten Hochspannungsgenerator, ist durch den Schaft 3 ein Versor­ gungskabel 11 mit nicht näher gezeigten, aber an sich bekann­ ten elektrischen Versorgungsleitungen geführt. Das Versor­ gungskabel 11 weist an seinem Ende einen mit der Röntgenröhre 1 verbundenen Stecker 12 zur Verbindung der elektrischen Ver­ sorgungsleitungen mit den internen Anschlußleitungen der Röntgenröhre 1 auf. Die internen Anschlußleitungen der Rönt­ genröhre 1 zum elektrischen Anschluß der Kathode 5 und der Anode 6 sind in der Figur nicht gezeigt.

Um den Katheter 2 mit der Röntgenröhre 1 zur Behandlung von Gefäßverengungen in die Arterie 4 einführen zu können, ist der Schaft 3 des Katheters 2 aus einem körperverträglichen, einem sogenannten biokompatiblen Material, z. B. Polyethylen oder Polypropylen, und der mit Körpergewebe oder Körperflüs­ sigkeiten, im vorliegenden Fall Blut 13, in unmittelbarer Be­ rührung stehende Gehäuseabschnitt 9 des Vakuumgehäuses 10 aus einem ebenfalls biokompatiblen Material, z. B. Glaskohlen­ stoff oder Titannitrit (TiN), ausgebildet. Die Materialien Glaskohlenstoff und Titannitrit zeichnen sich dadurch aus, daß sie zur Herstellung druckbeständiger, vakuumdichter Ge­ häuse gut geeignet sind und eine gute Blut- und Gewebever­ träglichkeit aufweisen. Glaskohlenstoff besitzt zudem eine geringe Dichte von ρ = 1,54 g/cm³ und eine niedrige Kern­ ladungszahl, so daß Glaskohlenstoff über eine hohe Strahlen­ transparenz für Röntgenstrahlung verfügt.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispieles ist der Ge­ häuseabschnitt 9 des Vakuumgehäuses 10 deshalb aus dem Glas­ kohlenstoff SIGRADUR ausgebildet.

Der Vorteil der Ausbildung des Katheters 2 mit einer Röntgen­ röhre 1 mit einem Gehäuseabschnitt 9 aus einem biokompatiblen Material liegt darin, daß durch den Wegfall der bei bekannten Kathetern erforderlichen, das Vakuumgehäuse der Röntgenröhre umgebenden Schicht aus einem biokompatiblen Material eine ge­ ringere Absorption von im Betrieb der Röntgenröhre 1 erzeug­ ter Röntgenstrahlung auftritt. Die Röntgenröhre 1 kann daher mit einem geringeren Röhrenstrom betrieben werden, wobei eine geringere Hitzeentwicklung im Betrieb der Röntgenröhre 1 auf­ tritt, so daß die Gefahr der Beschädigung durch Überhitzung des die Röntgenröhre 1 bzw. das distale Ende des Katheters 2 umgebenden Gewebes verringert ist.

Beispielsweise hat sich bei der Behandlung von Gefäßverengun­ gen mit Röntgenstrahlung in Arterien gezeigt, daß im Betrieb der erfindungsgemäßen Röntgenröhre im Vergleich zu einer be­ kannten Röntgenröhre, deren Vakuumgehäuse mit einer ca. 200 µm dicken Schicht aus biokompatiblem Material, im vorliegen­ den Fall Nitril-Silikonkautschuk, beschichtet ist, bei einer angelegten Röhrenspannung von 20 kV an der innersten Blutge­ fäßschicht einer Arterie eine um den Faktor von ca. 2,1 höhere Röntgendosis absorbiert wird. Dadurch wird es ermög­ licht, die Leistung der an dem Schaft 3 des Katheters 2 ange­ ordneten Röntgenröhre 1 im Vergleich zu bekannten Röntgenröh­ ren entsprechend zu reduzieren oder bei gleichbleibender Lei­ stung die Behandlungsdauer deutlich zu verkürzen.

Der Wegfall der zusätzlichen Umhüllung des Vakuumgehäuses 10 der Röntgenröhre 1 hat zudem den Vorteil, daß sich der Ge­ samtdurchmesser der Röntgenröhre 1 bzw. des distalen Endes des Katheters 2 verringert, so daß der Katheter 2 mit Rönt­ genröhre 1 auch in kleinere Gefäße eingeführt und diese mit Röntgenstrahlung behandelt werden können.

Die erfindungsgemäße Röntgenröhre kann dabei im Querschnitt Durchmesser von weniger als 1,5 mm aufweisen.

Darüber hinaus erleichtert der erfindungsgemäße Aufbau der Röntgenröhre 1 die Herstellung derselben, da Fertigungs­ schritte wie das Überziehen des Vakuumgehäuses 10 der Rönt­ genröhre 1 mit einer Schicht aus biokompatiblen Material ent­ fallen können.

Der in der Figur gezeigte Aufbau der erfindungsgemäßen Rönt­ genröhre 1 bzw. des erfindungsgemäßen Katheters 2 ist nur exemplarisch zu verstehen und kann von dem vorstehend be­ schriebenen Aufbau im Rahmen der Erfindung abweichen.

So kann z. B. das Vakuumgehäuse der Röntgenröhre 1 vollstän­ dig aus dem biokompatiblen Material ausgebildet sein. Es be­ steht aber auch die Möglichkeit, nur den Gehäuseabschnitt des Vakuumgehäuses, welcher im Betrieb der Röntgenröhre von Rönt­ genstrahlung zu durchdringen ist, aus einem biokompatiblen und röntgentransparenten Material auszubilden.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Röntgenröhre bzw. des er­ findungsgemäßen Katheters ist vorstehend am Beispiel der Be­ handlung von Gefäßverengungen in Arterien beschrieben. Die Röntgenröhre bzw. der Katheter können jedoch auch zur Behand­ lung von Gefäßverengungen in Venen oder für andere medizini­ sche Behandlungen eingesetzt werden.

Der Einsatz der Röntgenröhre bzw. des Katheters ist jedoch nicht auf den medizinischen Bereich beschränkt.

Claims (4)

1. Röntgenröhre zur Einführung in Körpergefäße (4) eines Lebewesens aufweisend ein Vakuumgehäuse (10), in welchem eine Kathode (5) und eine Anode (6) angeordnet sind, wobei das Vakuumgehäuse (10) zumindest einen aus einem biokompatiblen Material ausgebildeten Gehäuseabschnitt (9) aufweist, welcher bei der Behandlung eines Lebewesens mit Röntgenstrahlung in unmittelbarer Berührung mit Körpergewebe und/oder Körperflüssigkeiten (13) des Lebewesens gebracht werden kann.

2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, deren Gehäuseabschnitt (9) aus Glaskohlenstoff ist.

3. Röntgenröhre nach Anspruch 1, deren Gehäuseabschnitt aus (9) Titannitrit (TiN) ist.

4. Katheter mit einem Schaft (3), dessen distales Ende mit einer Röntgenröhre (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ver­ sehen ist.