JP2002528188A - 管腔内画像化処理のための改良型システムおよび方法 - Google Patents
管腔内画像化処理のための改良型システムおよび方法Info
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Abstract
Description
の管状カテーテル本体の管腔内に配置された駆動ケーブルに作用要素が連結され
た、改良型カテーテルシステムに関連する。
またはプラークと呼ばれる血管の壁上の脂肪状物質の堆積から生じる、ありふれ
た人間の病気である。このような堆積物は人体四肢に血液給送する周辺血管と心
臓に血液給送する冠血管の両方で発生する。堆積物が血管の局部位置で蓄積する
と、血管チャネルの狭窄、すなわち、狭まりが発生する。血流が抑制され、人間
の健康状態は深刻な危機状態になる。
その例として、バルーンを先端に取付けたカテーテルを使用してアテロームの領
域を拡張させるバルーン血管形成術、刃または切断ビットを使用してアテローム
を切断し、除去するアテローム切除術、電気スパークがプラークを芯まで焼灼す
るスパーク間隙低下法、レーザーエネルギーを使用してアテロームの少なくとも
一部を切除するレーザー血管形成術がある。狭窄の治療を容易にするために、目
的の領域内の血管の内部の視覚画像を得ることが望ましいことが多い。超音波ト
ランスデューサーのような画像化要素を備えたカテーテルを使用して、これら画
像を獲得することが多い。
ムは、可撓性のカテーテル本体内に配置された回転可能な駆動ケーブルを備える
ことになる。このタイプのカテーテルは駆動ケーブルの遠位端に或る種の作用要
素が固定されている。画像化システムでは、作用要素は、通常は、超音波トラン
スデューサー、または、超音波トランスデューサーと結合した可動ミラーである
。
テルシステムが米国特許第4,794,931号に開示されており、この開示内
容は、本文に引例として援用されている。このシステムでは、可撓性の管状カテ
ーテル本体内に配置された駆動ケーブルを使用して、カテーテル本体に平行な軸
線を中心として超音波トランスデューサーを回転させる。それにより、超音波ト
ランスデューサーに、カテーテル本体に垂直な平面で血管の領域を走査させてい
る。
本体にガイドワイヤ係合シース部材デザインが設けられ、この場合、カテーテル
は別体の(可動の)ガイドワイヤを覆って導入される。このタイプのカテーテル
システムが米国特許第5,203,338号に開示されており、これは本文に引
例として十分に援用されている。この特定のカテーテルシステムでは、カテーテ
ル本体は、カテーテル本体の遠位端に装着されたガイドワイヤ管腔を備えている
。ガイドワイヤ管腔と主要管腔とはウエッジによって分離され、このウエッジに
より、駆動ケーブルが主要管腔を越えて前進して、ガイドワイヤ管腔内に入るこ
とが無いことを確実にしている。
ガイドワイヤは、目的の領域、代表的には、血管内の狭窄部の領域の内部に至る
まで、患者体内を前進させられる。ガイドワイヤを設置した後で、ガイドワイヤ
の近位端をカテーテルのガイドワイヤ管腔内に送る。次いで、カテーテルをガイ
ドワイヤをこえて患者体内へと前進させる。主要管腔の遠位領域が目的の領域の
血管内に至るまで、カテーテルを継続して患者体内へと前進させる。回転可能画
像化コアのような好適な作用要素を主要管腔内に設置したまま、搬送することが
可能である。
なカテーテルシステム開発についても、その一般的関心事は、特定のシステムを
採用している複数カテーテル間の信頼性と性能の調和を達成する能力である。こ
の関心に応えるものとして、上記カテーテルシステムの共通構成要素を改良して
、一貫した信頼性と性能とを提供する技術を提供し得るアプローチが決定されて
きた。
ンブリの改良がある。ハブアセンブリは、特に、回転式トランスデューサーまた
は他の作用要素への電機接続を設けている。トランスデューサー要素の回転には
、固定したフェライトワイヤを経由して、回転式駆動ケーブル内に配置されたト
ランスデューサーリードワイヤに電気信号を送信することが必要である。信号は
、周知の電気誘導プロセスにより、固定したワイヤと回転するワイヤとの間で送
信される。一般に、このプロセスは小さいエアギャップにより分離された2つの
フェライトを利用することを含むが、この場合、第1のフェライトは第2の固定
したフェライトと相対的に回転する。第1のフェライトは、電源投入されると、
電磁界を発生する。第2のフェライトは、第1のフェライトおよび第1のフェラ
イトの電磁界に極めて近接した位置では、回路にインダクタンスを導入させる。
ギャップは、回転する本体が固定された本体と接触した時には常に発生する摩擦
のマイナス効果を除去するために必要となるのが一般的である。しかし、多くの
回転変圧器におけるのと同様に、この導電作用に固有の電力損失および他の非効
率性が存在する。例えば、労力を集約した高額な製造プロセスが無ければ、一貫
したギャップ寸法を設けることは困難となるのが普通である。一貫したギャップ
が無い場合は、変圧器の出力性能はハブアセンブリごとに変動する可能性がある
。更に、回転式のフェライトが、固定式のフェライトと思わぬ接触をすることを
回避するのに十分なだけの精度で回転することを確実にすることも困難となるか
もしれない。
に関している。駆動ケーブルは駆動シャフトを介して駆動モータに連結されてい
る。駆動ケーブルは実質的にカテーテル本体の長さだけ延びて、可撓性のトルク
伝達性要素として作用し、電気トランスデューサーを回転させる。駆動ケーブル
は、捩れ剛性と可撓性とを供与するために、コイル状に構成されている。これに
より、駆動ケーブルが人体血管系の蛇行する管腔を縦走することが可能となる。
駆動ケーブルは、コイル状ケーブル本体により同軸の態様で封入されたトランス
デューサーリードワイヤを備え得るが、これは米国特許第5,503,155号
に開示されており、この開示内容が本文に引例として援用されている。
ルの延びは、代表的には、除去処置手順期間中、画像化コアを可撓性のカテーテ
ル本体内部に引き入れて長手軸方向の画像化の一連の画面を獲得する引き戻しシ
ーケンスの期間中、或いは、洗浄動作の期間中に遭遇する。血管内管腔からカテ
ーテルを除去する時に、ユーザはカテーテル本体の近位端で「引き戻し」を行わ
なければならない。一般に、カテーテル本体がカテーテル本体と血管内管腔の壁
との間の摩擦を受けている時には、カテーテルの運動は抑制されることがある。
カテーテル本体の運動がこの態様で抑制されると、駆動ケーブルのコイルはスプ
リングのコイルに類似した態様で延び得る。カテーテル本体が洗浄用流体で洗い
出されている間も、コイルは互いに離れる方向に延びることがある。この場合、
洗浄用流体はコイルおよび作用要素にピストン効果を生じ、従って、コイルを互
いに離れる方向に拡散させる。
もあり得る。トランスデューサーリードワイヤは、駆動ケーブル管腔内に配置さ
れ、そこに固定されるが、延びる能力を備えておらず、引張力(tensile
force)を受けると、トランスデューサーリードワイヤは破損し易く、こ
の破損によりシステムの電気的継続性が遮断される。
れたサイドポートを通って外へ出る洗浄用流体の方向を変えることが挙げられる
。一般に、サイドの出口ポートは良好に働くが、サイドの出口ポートが洗浄処置
手順中にどの方向を指すかを知るのが困難なために、このサイドの出口ポートは
、臨床場面では厄介となり得る。
と一緒に使用するための改良型カテーテルシステムを提供することが望ましい。
効率的な電気誘導により、より一貫した信頼できる信号をトランスデューサー要
素に供与することができる改良型ハブアセンブリを備えているカテーテルシステ
ムを提供することが、特に望ましい。内部導電線が遮断するのを阻止するように
カテーテルの駆動ケーブルが構成されているならば、ユーザがカテーテル本体を
引き戻している時、または、カテーテル本体を洗浄している時などには、当然、
駆動ケーブルは強制的に延びるようにするのが更に望ましい。カテーテル本体が
主要管腔およびガイドワイヤ管腔を備えて形成されている場合には、洗浄流体の
はけ口用の遠位出口ポートを血流の方向と平行に設けることが、更にまた望まし
い。上記目的のうちの少なくとも幾つかと、それ以外の目的が、後述の本発明に
よって適えられる。
作用要素が連結された、改良型のカテーテルシステムに関する。作用要素は、一
般に、超音波画像化トランスデューサーを備えている。以下により詳細に記載さ
れる1つの有利な改良点は、通常はフェライトとフェライトとの間のギャップが
低減または除去されるように、ハブアセンブリのフェライトを構成し直すことを
含んでいる。間隙を低減または除去するとは、両フェライトの2つの対面する表
面の間の平均空隙が0.0005インチよりも小さく、好ましくは0.0002
インチよりも小さく、最も好ましくは0.0001インチよりも小さくなること
を意味する。ギャップの空隙をこの態様で低減または除去する際に、ハブアセン
ブリの製造はより低い精度で行うことが可能であり、これにより、全製造プロセ
スがより簡略かつ廉価になる。更に、ギャップの空隙を低減または除去すること
により、電気信号の誘導送信をより効率的かつ少ない送信損失で達成し得る。
性を低減する。1つの実施形態では、ひずみ解放部材が導電線に近接し、これと
平行に設けられる。導電線はひずみ解放部材と相対的に緩んだ状態で配置される
。従って、導電線とひずみ解放部材とが、通常は洗浄動作および/または引き戻
し動作を原因として起こる引張力(stretching force)を受け
ると、ひずみ解放部材はその力を受けるが、導電線はその力を受けない。従って
、導電線は保護されている。代替の実施形態では、導電線の一部がバネのコイル
に類似する態様でループ状にされる。この構成では、導電線は、引張力(pul
ling force)を受けると延びることができ、力が除去されると収縮す
ることができる。
造として製造された駆動ケーブルを備えている。駆動ケーブルが回転すると、コ
イルが伸張または収縮のいずれかを行い得るが、これにより、多層間の干渉を増
大し、従って、駆動ケーブルのトルク伝達能力を増大させる。同時に、積層コイ
ル構造は、駆動ケーブルが所要の可撓性を維持することを可能にする。
ヤ管腔との間に管腔が設置されており、洗浄用流体または他の流体がガイドワイ
ヤ管腔の遠位部を通して解放され得ることを可能にする。
、壁厚さの複数管部分を有しているカテーテル管を備え得る。例えば、カテーテ
ル本体の硬い近位部分と高度に可撓性の遠位部分に対して中間の管剛性を備えて
いる管部分を設け得る。この中間部は近位部と遠位部との間に設置されて、遷移
領域を設け得る。遷移領域は医療従事者がカテーテル本体を捩ったり、或いは、
曲げたりせずに、身体管腔内へカテーテルを前進させる能力を増大させる。
ることを含み得る。画像化デバイスを備えた駆動ケーブルを前方に移動させて、
主要管腔の遠位部の1箇所または複数箇所の或る内部部分を除去することにより
設けられた遠位部の空間に入れる。従って、画像化平面は血管内でより深層へと
透過し、画像化平面を遠隔方向に効果的に移動させ得る。
部、遠位部、および、その中を通る管腔を有している管状カテーテル本体と、(
b)管腔内で回転可能に受容された駆動ケーブルとを備えたタイプのカテーテル
システムが提供される。改良型のカテーテルシステムは、駆動ケーブルの近位端
に固着されたハブアセンブリを備えている。ハブアセンブリは回転変圧器を備え
、この変圧器は第1のフェライトコアと第2のフェライトコアを有している。第
2のフェライトコアは、先に規定したように、第1フェライトとの間に実質的に
空隙ゼロの状態で、第1のフェライトコアと接触して、コアとコアの間の電気誘
導を増進させる。
、その中を通る主要管腔を有している管状カテーテル本体と、(b)ケーブル本
体、および、管腔に回転可能に受容されるケーブル管腔を備えた駆動ケーブルと
を有しており、駆動ケーブルは少なくとも1本のリードワイヤがケーブル管腔内
に配置されるタイプのカテーテルシステムである。この改良は、リードワイヤが
引張力(tensile force)を受けた時にリードワイヤにひずみ解放
をもたらすように、リードワイヤに近接して配置された支持部材を備えている。
支持部材は、リードワイヤよりも大きい引張力に耐え得る。通常は、支持部材は
、リードワイヤよりも少なくとも約100%増から200%増の張力に耐えるこ
とができ、好ましくは約300%の張力に耐え得る。支持部材は、リードワイヤ
の実質的に全長分だけ延び、通常は長さの約75%から85%分だけ延び、好ま
しくは約95%から100%分だけ延びる。
位部、その中を通る主要管腔を備えた管状カテーテル本体と、(b)ケーブル本
体、および、主要管腔に回転可能に受容されたケーブル管腔を備えた駆動ケーブ
ルとを有しており、この駆動ケーブルは少なくとも1本のリードワイヤがケーブ
ル管腔内に配置されているタイプのカテーテルシステムが提供される。この改良
は、駆動ケーブルの一部に連結されたひずみ解放デバイスを備えている。ひずみ
解放デバイスは、代表的にはバネまたはそれと同様のデバイスでリードワイヤを
偏らせ、リードワイヤが駆動ケーブル内部から伸張または後退できるようにする
。リードワイヤの運動は、リードワイヤを破損させ得る引張力(tensile
force)をリードワイヤが直接受けることが無いように保持する。
、遠位管状部、および、その中を通る管腔を備えた管状カテーテル本体と、(b
)管腔内に回転可能に受容された駆動ケーブルとを有しているタイプのカテーテ
ルシステムが提供される。この改良は、管状カテーテル本体上に遷移材料から形
成された中間の管状部を含んでいる。中間部は、管状カテーテル本体上の、同様
の、または、異なる曲げ剛性および/または曲げ強度を備えた2つの部分の間に
設置し得る。遷移材料は遠位管状部よりも高い曲げ剛性と、近位管状部よりも低
い曲げ強度とを備えているのが好ましい。一般に、中間部は50kpsi〜20
0kpsiの曲げ剛性、好ましくは約150kpsi〜190kpsiの曲げ剛
性を有し得る。
a)近位部、遠位部、および、その中を通る主要管腔を備えた管状カテーテル本
体と、(b)カテーテルの遠位部上の主要管腔と同軸に接続されたガイドワイヤ
管腔であって、両管腔間にウエッジが存在する、ガイドワイヤ管腔と、(c)主
要管腔内に回転可能に受容された駆動ケーブルとを有しているタイプのカテーテ
ルシステムである。この改良は、ウエッジに形成されて主要管腔とガイドワイヤ
管腔との間の導通を可能にするウエッジ管腔を含む。ウエッジ管腔は主要管腔よ
りも直径が小さいのが好ましい。ウエッジ管腔は直径が約0.01インチと0.
3インチの間であるのが好ましく、約0.012インチと0.1インチの間であ
るのが好ましい。
位部、遠位部、および、それらの間の管腔を備えた管状カテーテル本体を有して
おり、管腔はその中を通して駆動ケーブルを回転可能に受容することができるタ
イプのカテーテルシステムである。この改良は、内側コイルと外側コイルを備え
た駆動ケーブルを有している。コイルは互いに反対方向に巻回され、それにより
、駆動ケーブルが回転すると、内側コイルが伸張し、その場合、駆動ケーブルが
回転している時には、外側コイルは収縮する。
、近位部、遠位部、および、その中を通る管腔を備えた管状カテーテル本体を有
しているタイプのカテーテルシステムである。この改良は、入れ子式係合状態に
配置された第1の管状部材と第2の管状部材とを備えているが、ここでは、第1
の管状部材は少なくとも1部が、プラスティックまたはポリエーテルエーテルケ
トン(PEEK)のようなポリマー材を含む材料から形成される。
位端と、それらの間の主要管腔とを有しているカテーテル本体を有する血管カテ
ーテルシステムが提供される。遠位部は、好ましくは主要管腔と同軸に、かつ、
主要管腔から遠位に配置されているガイドワイヤ管腔を更に有している。駆動ケ
ーブルが主要管腔内に配置され、この主要管腔は、通常は、管腔内で軸線方向に
並進可能であり、かつ、それ自体の長手軸のまわりに回転可能である。駆動ケー
ブルはその遠位端に作用要素を保有しており、作用要素は通常は、超音波画像化
トランスデューサーであるが、任意で、介在型装置であってもよい。駆動ケーブ
ルの外径は、カテーテル本体の寸法の変化に順応するように変化させることがで
きる。
ンブリは、特に、送信機/受信機と作用要素との間のインピーダンスを整合させ
る能力を供与する。場合によっては、作用要素は超音波トランスデューサーであ
り得るが、これは、可変中心周波数出力を有し得る。例えば、極めて小さい冠状
血管で使用されるトランスデューサーは高周波数出力(約30MHzかそれ以上
)を必要とすることがあるが、大動脈のような大型血管で使用するためのトラン
スデューサーはより低い周波数出力(約30MHzかそれ以下)を必要とするこ
とがある。可変周波数要件は、送信機/受信機の電子回路により認知される電気
的負荷に可変性をもたらす。大半の送信機/受信機は、一貫した負荷を受けると
、最も効率良く作動する。それゆえ、トランスデューサー周波数の可変性に取り
組み得るインピーダンス整合回路を利用して、トランスデューサーと送信機/受
信機との間のインピーダンスが整合される。インピーダンス整合回路の性能およ
び製造の調和を確保するために、回路は回路基盤上に製造することができる。回
路基盤はハブハウジング内の最も経済的で最も効率的な位置に設置することが可
能である。回路基盤はハブハウジングの近位端に向けて位置決めされるのが好ま
しい。更に、回路を回路基板上に設置することにより、回路はハブアセンブリの
製造前に設計し、試験することができるようになる。更に、どのような理由であ
れ回路が故障した場合には、回路基盤は容易に置換することができる。
テーテルシステム10が例示されている。改良型の血管カテーテルシステム10
は、プロファイルを低減した遠位部を備えたカテーテル本体12を有している。
カテーテル本体12は近位部14および遠位部16を有しており、その各々の部
分が近位端と、遠位端と、それらの間の主要管腔18とを有している。遠位部1
6はカテーテル本体の遠位端から粘着接合部または他の接合部20まで延在し、
そこから更に、メスルアー取付け具22を含めた部分まで延びている。近位部1
4は近位ハブアセンブリ24から第2の粘着接合部または他の接合部26まで延
在し、そこから更に、オスルアー取付け具28を含めた部分まで延びている。近
位部はそこを通って延在する1個の主要管腔18と、冠状血管および/または緊
密な狭窄症罹病部への入来を容易にするための断面を低減した遠位領域とを有し
ている。
して、一緒に入れ子式係合状態で収容するようにしている。近位部の入れ子式管
32は同軸の様式で遠位部の入れ子式管30に出し入れ自在である。これら2つ
の部材を互いに関して入れ子式に構成することにより、オペレータはカテーテル
本体の有効な長さを変更することができる。有効な長さを変更した結果、作用要
素36の駆動ケーブル34によって軸線方向への並進を増長することができる。
たはプラスチック材料から作成されており、これが適切な曲げ剛性と実質的に大
きなフープ応力に対する耐性を提供する。1つの代替の実施形態では、近位部の
管32は全部が金属製であり得る。従って、入れ子式の管30および32は、引
き戻しまたは他の作動期間中の屈曲または捩れを防止することが可能となる。従
って、管の剛性を増大させることにより、カテーテルシステムは不均一な回転歪
(NURD)の影響の少なくとも幾分かを回避する。更に、硬いオスの入れ子式
管32は、医療従事者が一押しで全ストロークの能力を可能にして、入れ子の操
作をいっそう容易にすることができる。この1ストローク能力は、管32が増分
的に前進しないようにするので、画像化についてのより明瞭な一連の画像化シー
ケンスを提供する。また、オス管32の外径を減じることが可能であり、これに
より、メス管30の外径も同様に低減することが可能となる。更に、比較的高い
曲げ剛性を備えた遠位管30は、Nitinol(登録商標)のような管または
硬化機構、或いは、ステンレス鋼硬化マンドレルの埋設型編組を利用する必要を
無くする。
2とは広範な生体適合性材料から作製することが可能であり、典型例としては、
天然ポリマーまたは合成ポリマー、プラスチック材料、Nitinol(登録商
標)、もしくは、同様の合金および他の金属が好ましい。これらの材料としては
シリコーンラバー、天然ラバー、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル
、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などが挙げられるが
、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)であるのが好ましい。
クタすなわちオスルアー取付け具28と、遠位部16の近位端に固着された第2
のコネクタすなわちメスルアー取付け具22とを備えている。これらコネクタは
互いに選択的に接続されて、近位部と遠位部のそれぞれの管腔を切れ目無く、軸
線方向に固定した関係で接合することができる。嵌合するメスルアー取付け具2
2とオスルアー取付け具28とは、カテーテル本体の近位部と遠位部とに、それ
ぞれに、接着的に装着され、あるいは、型入れ成形でぴったり合うようにされる
。好ましい実施形態では、オスルアー取付け具28はその接合部26が入れ子式
アセンブリ42の遠位端に粘着的に装着される。メスルアー取付け具22は近位
部のカテーテル本体の近位端に挿入成形するか、または、同様に結合することが
できる。嵌合式コネクタアセンブリ40は、病変部を通り抜けることに困難を有
しているユーザに、短いガイドワイヤ管腔を備えた遠位シース部材を、より長い
遠位部を有しているシースと置換するというオプションを可能にする。ユーザは
、カテーテルシステム全体を廃棄処分にする必要なしに、近位部14または遠位
部16のいずれかに装着された不都合な部分を置換することも可能である。
44を備え得る。拡張した部分は、駆動ケーブルと作用要素とに更なる位置決め
調節を施すための一層の余裕をカテーテルシステムに設けることによって、組立
て期間中に作用要素が正しい位置に設置されることを確実とする。拡張した部分
を備えているメスのルアー取付け具がペンシルベニア州ベツレヘムのB. Br
aun Medical Inc.および他の既知の販売元から市販で入手可能
である。
システム10の別な実施形態を説明する。駆動ケーブル34は、カテーテル本体
12の近位端から遠位端までトルクを伝達するのに十分な捩れ剛性を備えた、略
円形断面を有している細長の管状部材または円筒状部材であるのが好ましい。具
体的な実施形態では、駆動ケーブル34は、外側コイル64と内側コイル66を
備えた可撓性のある逆巻きコイル62を有している駆動ケーブル本体60を含む
。導電線72は駆動ケーブル本体60の管腔70の内部に受容される。
動脈のような蛇行する身体通路を通り、対象の標的位置まで導入することができ
る。駆動ケーブル34は、0.015 in−lb−inから0.15 in−
lb−in の範囲にある、好ましくは、0.025 in−lb−in から
0.050 in−lb−in の範囲にある曲げ剛性定数を有しているのが好
ましい。駆動ケーブル34は、その遠位端に超音波トランスデューサー56を組
み入れ、その近位端に接続要素57を組み入れている。駆動ケーブル本体60の
外径はカテーテル本体12の寸法の変動に順応するように変更することができる
。例えば、1つの実施形態では、駆動ケーブル34の外径は0.029インチか
ら0.022インチまで低減することができ、カテーテル本体12も直径を低減
することが可能となる。かかる寸法低減の恩恵は、駆動ケーブル34とカテーテ
ル本体12との間の増加された間隙による、改善されたカテーテル調製(特に、
洗浄性)である。
が、304Vステンレス鋼などの金属ワイヤから形成される。ケーブル内の各コ
イルは、反対方向に巻回されて、ケーブル本体が回転している時には、コイルの
一方(通常は外側コイル64)が締め付けられる傾向となり、一方で同時に、他
方のコイル(通常は内側コイル66)が拡張するようにしている。これはコイル
構造の可撓性の性質のせいで、ケーブルに極めて高い捩れ弾性係数をもたらす一
方で、曲げの弾性係数を低下させる。1つの実施形態では、内側コイル66は約
0.017インチから0.019インチの範囲の直径を有している一方で、外側
コイル64は、約0.029インチから0.031インチの範囲の直径を有して
いる。コイルのワイヤ直径は、通常は、約0.002インチから0.004イン
チの範囲にあり、より通常には、0.0025インチから0.0035インチの
範囲にある。
60の全直径を増大させない限り、或いは、駆動ケーブル管腔70の直径を減少
させない限り、逆巻き駆動ケーブルに2つ以上のコイルを使用することができる
。図5に示されているように、3つのコイルを使用できるのが好ましい。この好
ましい具体例では、外側コイル64は時計方向に巻かれている。内側コイル66
および66’は反時計方向に巻かれている。駆動ケーブル34が時計方向に回転
している時には、外側コイル64は収縮し、内側コイル66および66’は拡張
する。この構成は非常に高い捩れ弾性係数を提供し、低減された曲げ弾性係数を
維持する。必要に応じて、コイルの機械的一体性を向上させるとともに、カテー
テル管腔またはシース部材を供えたケーブル本体の回転を容易にするために、外
側コイル64をエラストマーシース部材で被覆するのが所望であり得る。好適な
エラストマーシース部材材料としては、ポリウレタン、シリコーンなどがあるが
、ポリエステルが好ましい。
位端と近位端との間の電気信号接続は、典型的には、ケーブル本体管腔70を通
って延びる導電線72により設けられる。導電線72は銀、メッキ処理された銅
、銅、銀、金、アルミニウム、および、それらの多様な合金のような導電性金属
から形成することができる。金属コアワイヤは、ポリウレタン、ポリエステル、
ナイロンなどのような有機ポリマーなどの従来型の絶縁材料により被覆すること
が可能である。典型例として、ワイヤの全直径は0.005インチから0.05
0インチの範囲にあればよく、通常は、0.005インチから0.030インチ
の範囲にある。1つの具体的な実施形態では、導電線72は同軸の導電線の形式
であり得るが、導電線72は同軸線構成である必要はないが、その代わりに、軸
線方向に平行な態様で配向された捩り合せ対か、或いは、本発明の意図から逸脱
せずに、互いに不規則に巻きついた状態であり得る。
き戻されている最中である時には、駆動ケーブル34が伸張し得る。伸張すると
、逆巻きコイル62はバネと同様に作用して、細長く延びる傾向がある。図4お
よび図4Aに示されているように、導電線72は、ひずみ解放部材68を備えた
ケーブル本体60の軸線方向管腔70内に配置されている。ひずみ解放部材68
は導電線72よりも高い引張強度を備えている。駆動ケーブル34は機械的に伸
張動作に好適であるが、ひずみ解放部材68は誘発された引張負荷を吸収して、
引張力から導電線72を解放する傾向があり、そうでなければ、これはより弱い
導電線72に完全に付与される。
装置80によりリードワイヤ72に提供され得る。サービスループ装置80は、
ハブアセンブリ24内に配置された回転シャフト82に結合されるのが好ましい
。操作において、内部リードワイヤ84はループ状構成86の装置80内に配置
される。ループ86はワイヤ84を付勢させ、ケーブル34が延びると、ループ
86が収縮して、リードワイヤ84が延びているケーブル内で軸線方向に移動で
きるようにする。駆動ケーブル34がもはや延びなくなると、ワイヤループ84
がその最初のループ状形状86に戻るのが有利である。ループ装置80は封入さ
れたチャンバー87を設けており、このチャンバーはハブアセンブリ24を体液
や洗浄流体をかぶらないように保護しており、さもなければ、これら流体はワイ
ヤ接近ポート85に入ることが可能とされる。
ステム10の別な実施形態を説明する。ハブアセンブリ24は特に、ハブハウジ
ング90と、回転変圧器92と、回路基板94とを有している。
有している。フェライト96および98は誘電電流を生じるために設けられてお
り、この電流が電気信号を回路基板94から回転式トランスデューサーリード7
2を経由してトランスデューサー36に送信する。
路基板94からフェライト98へもたらす。フェライトワイヤ100はフェライ
ト98を貫いて形成された孔を通して送られ、フェライト98の周囲を多数回、
回転し、第1組のフェライト巻線を設けてから、孔から出て送り戻される。同様
に、フェライト96を貫いて孔が形成されて、導電線72を孔を通して送り、フ
ェライトの内部のまわりを多数回、巻いて第2組のフェライト巻線を設けてから
、最後に孔を通って外へ送り出され得る。
の巻線と第2組の巻線が互いに整列状態となって誘導結合を形成している。フェ
ライトワイヤ100内部を流れる電流が第1組のフェライト巻線を通過し、これ
がフェライト98の周囲に磁界を生じる。回転フェライト96上の第2組の巻線
はこの磁界内に在り、これが導電線72を通る対応する電流の流れを誘導する。
この逆も真であり、導電線を通って流れる電流がフェライトワイヤ100内で電
流を誘導する。
する。点106における間隙は実質的にゼロである。通常は、一方のフェライト
が他方のフェライトに相対的に回転する場合には、間隙ゼロは問題となる。しか
し、回転変圧器92は、この応用例では、長期間にわたって実施するとは予測さ
れておらず、60分より短いのが好ましい。さらに、ハブアセンブリ24は廃棄
可能である。従って、点106における摩擦のせいであるマイナスの効果は無視
できると見なすことができる。必要に応じて、点106における摩擦を低下させ
るために、Mylar(登録商標)、または、これと類似する材料をフェライト
96とフェライト98の間に配置し得る。
替の実施形態では、フェライト98は回転し得るが、フェライト96は固定され
ている。
ライトとの間に設置されて、回転式フェライトに抗して固定式フェライトを付勢
させる。静止フェライトは回転しないが、自由に浮動する。付勢された固定式だ
が自由に浮動するフェライトは回転式フェライトに押圧されて、両者の間にエア
ギャップが無いことを確実にする。更に、付勢部材108と自由に浮動するフェ
ライトのおかげで回転変圧器アセンブリ92を厳密に製造する必要が無くなる。
例えば、回転式フェライトが回転式駆動シャフト上に不正確に位置決めされた場
合は、回転時にフェライトが揺れ始め得る。付勢部材108は固定式だが自由に
浮動するフェライトを揺動する回転式フェライトに押圧する。静止フェライトが
自由に浮動するので、静止フェライトは回転式フェライトと同期して揺れる傾向
があり、従って、両フェライト間の接触を維持している。
10の別な実施形態を説明する。カテーテルシステム10の1つの実施形態は、
主要管腔150とガイドワイヤ管腔152とを有しているカテーテル本体12を
備えている。カテーテル本体は、或る長さのポリマー材料を主要管腔150の遠
位端に挿入することにより形成される。成形されたマンドレルを使用してウエッ
ジ154を形成し、ウエッジが遠位方向傾斜面156と近位部方向傾斜面158
とを有するようにしている。ウエッジ154は、加工性は勿論のこと、所要の機
械的特性を備えた有機ポリマーから形成することができる。遠位方向傾斜面15
6は、ガイドワイヤを受容し得るように、ガイドワイヤ出口ポート160から遠
位ポート162まで延在しているガイドワイヤ管腔152の一部として形成する
ことができる。代替例として、ウエッジはバネコイルを備え得る。
間に連絡を提供する、ウエッジ管腔164を有している。ウエッジ管腔164は
、カテーテル本体の遠位ポート162を通して洗浄用流体を除去する目的で、流
体が主要管腔150を出てガイドワイヤ管腔152内に入ることを可能にする。
ウエッジ管腔164は、約0.003インチから0.025インチの直径を有す
るが、好ましくは、約0.011インチである。いずれの場合でも、ウエッジ管
腔164を通る流れを作用要素168が最小化することを防ぐために、ウエッジ
管腔164の直径は遠位ハウジング166の直径よりも小さい。
テム10の別な実施形態を説明する。上述のように、遠位端部が対象の領域20
0に達するか、或いは、その内部に至るまで、カテーテル本体12はガイドワイ
ヤ上を前進される。作用要素202が適切な位置に来るまで、作用要素202を
カテーテル本体12に対して移動され、診断機能を実施する。図9から認識する
ことができるように、作用要素202が適所に在る時には、カテーテル本体の遠
位先端204は、狭窄症部位200を越えて、長さYだけ延びる。例えば図に示
されるように、血管206の解剖が画像化されるべき領域200を十分に越えて
遠くに遠位先端が延びることを可能にしない場合には、長さYは問題となり得る
。この問題を解決するために、遠位先端204の長さYはもっと短くすることが
できる。一般に、長さYは、約90%と30%との間で低減することが可能であ
る。1具体例では、長さYは、約3cmから1.5cmまで低減される。
ワイヤを支持しながら、先端部204の外径Dをもっと大きくすることができる
。外径Dは約2mmまで増大することが可能であり、好ましくは約1mmとなる
。あるいは、ウエッジ214の近位部方向傾斜面212を除去することにより、
主要管腔150に空間を付加することができる。面212から傾斜を除去するこ
とにより、作用要素202を表面212に向かって前方により遠くへと押しやる
ことが可能となり、これがより短い長さYを補償することを可能にする。
ステム10の別な実施形態を説明する。上述のように、カテーテル本体12の近
位部セクションは、一般に比較的高い曲げ剛性を備えて、カテーテルに押し強さ
を提供する。対比すると、カテーテル本体12の遠位先端は、非常に可撓的に作
製されて、血管の蛇行する管腔を容易に操舵走行する。典型例として、カテーテ
ル本体12が患者体内に搬送された時には、摩擦力または他の妨害力が、特に血
流遮断弁からの入来に抵抗する可能性がある。この抵抗にもかかわらず、医療従
事者が継続してカテーテル本体を前方に押し続けると、導入プロセス中に患者の
体外に残留していた可撓性のある遠位シース部材の一部が撓曲し、又は破損する
捩れる傾向にある。
ース部材部分217がカテーテル本体12内に形成されている。中間シース部材
部分217は点222における近位部シース部材部分216と点220における
遠位シース部材部分218との間で粘着的に、熱的に、或いは、同様の方法で結
合され得る。これらの部分は重ね接合、突合せ接合などを利用して接続すること
も可能である。中間シース部材部分217は、比較的硬い近位部シース部材部分
216と可撓性のある遠位先端218との間に平滑な遷移を設けている。遷移部
217は、徐々に増大する剛性または柱強度を付加して、摩擦力およびその他の
力を克服し、カテーテル本体12が患者の血管内へと一層容易に前進させること
ができるようにする。1つの実施形態では、中間シース部材部分217は約20
mmと200mmの間の長さであり、40mmと100mmの間であるのが好ま
しい。中間シース部材部分217は点220で始まり、ここはカテーテル本体1
2の遠位先端204から約100mmないし400mmの間に位置し、遠位先端
から150mmの位置であるのが好ましい。中間部分217は、点222付近で
近位部シース部材セクション216へと移行する。
ポリマーから作成することが可能である。遠位シース部材部分218は、通常は
、高度に可撓性のあるポリエチレンまたはこれと同様の可撓性のある材料から作
成される。中間シース部材部分216は、シース部材部分216の剛性とシース
部材部分218の剛性との間の範囲にわたる剛性を備えた材料から作成すること
ができる。一般に、シース部材部分217の屈曲係数は、50kpsi から2
20kpsi の範囲に及び得るが、150kpsi から190kpsi の
間の範囲にわたるのが好ましい。これらの材料としては、ナイロン、ポリエステ
ル、ポリイミド、ポリオレフィンと、これらの材料の混合物を含むものが挙げら
れる。
る程度の修正は明瞭であるかもしれない。従って、本発明の範囲は、本件発明者
が受ける権利の均等物の十全な範囲を含む添付の特許請求の範囲を参照しながら
解釈されるべきである。
る。
ネクタと、駆動ケーブルと、カテーテル本体の遠位部とを有している、図1のカ
テーテルを例示する。
とを有している駆動ケーブルを例示する図である。
である。
エッジ管腔を示す、カテーテル本体の遠位端の一部を例示する。
れた中間補強シース部を例示する。
Claims (17)
- 【請求項1】 (a)近位部、遠位部、および、その中を通る管腔を有して
いる管状カテーテル本体と、(b)該管腔内で回転可能に受容された駆動ケーブ
ルと、(c)該駆動ケーブルの近位端に固定されたハブアセンブリとを備えた改
良型のカテーテルシステムであって、この改良は、該ハブアセンブリ内部に配置
された回転変圧器を備え、該回転変圧器は第1のフェライトコアと第2のフェラ
イトコアとを有しており、該第2のフェライトコアは、その間に実質的に空隙ゼ
ロの状態で、該第1のフェライトコアと接触して、各コア間の電気誘導を促進さ
せるタイプの、改良型のカテーテルシステム。 - 【請求項2】 前記第1のフェライトコアが静止状態にあり、前記第2のフ
ェライトコアが回転可能である、請求項1に記載の改良型のカテーテルシステム
。 - 【請求項3】 前記回転変圧器が、前記回転フェライトコアと前記固定式フ
ェライトコアとの間に配置された摩擦制限材料を更に備えている、請求項2に記
載の改良型のカテーテルシステム。 - 【請求項4】 前記第1のフェライトコアが前記第2のフェライトコアに抗
して付勢される、請求項1に記載の改良型のカテーテルシステム。 - 【請求項5】 前記第1のフェライトコアが前記ハブアセンブリの内部で自
由に浮動する、請求項1に記載の改良型のカテーテルシステム。 - 【請求項6】 (a)近位部、遠位部、および、その中を通る主要管腔を有
している管状カテーテル本体と、(b)ケーブル本体、および、該管腔内に回転
可能に受容されるケーブル管腔を備えた駆動ケーブルとを有しており、該駆動ケ
ーブルは、該ケーブル管腔内に配置された少なくとも1本のリードワイヤを有し
、ここでこの改良は、該リードワイヤにひずみ解放を提供するように、該ケーブ
ル管腔内に配置された支持部材を備えており、該リードワイヤが引張負荷を受け
た時に、該支持部材が、該リードワイヤの実質的に全長に延びるタイプの、改良
型のカテーテルシステム。 - 【請求項7】 前記支持部材が可撓性のある多数フィラメント材料を備える
、請求項6に記載の改良型カテーテルシステム。 - 【請求項8】 前記支持部材がKevlar(登録商標)を備える、請求項
6に記載の改良型のカテーテルシステム。 - 【請求項9】 前記支持部材が液晶ポリマーを備える、請求項6に記載の改
良型のカテーテルシステム。 - 【請求項10】 (a)近位部、遠位部、その中を通る主要管腔を備えた管
状カテーテル本体と、(b)ケーブル本体、および、該主要管腔内に回転可能に
受容されたケーブル管腔を備えた駆動ケーブルとを有しており、該駆動ケーブル
は、該ケーブル管腔内に配置された少なくとも1本のリードワイヤを有し、ここ
でこの改良は、該駆動ケーブルの一部に結合されたひずみ解放デバイスを備えて
おり、該ひずみ解放デバイスは、張力付与状態に置かれた時に該ケーブル管腔内
部で該リードワイヤが運動することを可能にするタイプの、改良型のカテーテル
システム。 - 【請求項11】 (a)近位管状部、遠位管状部、および、その中を通る管
腔を備えた管状カテーテル本体と、(b)該管腔内に回転可能に受容された駆動
ケーブルとを有しており、ここでこの改良は、該管状カテーテル本体上に、該近
位管状部と該遠位管状部との間で遷移材料から形成された中間の管状部を含んで
おり、該遷移材料は該遠位管状部よりも高い曲げ係数と、該近位管状部よりも低
い曲げ係数とを備えているタイプの、改良型のカテーテルシステム。 - 【請求項12】 前記近位管状部が、天然ポリマーまたは合成ポリマー、あ
るいは、プラスティック材料からなる、例えば、シリコーンラバー、天然ラバー
、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)、およびポリエーテルエーテルケトン(PEEK)
からなるグループから採択した材料を含む、請求項11に記載の改良型のカテー
テルシステム。 - 【請求項13】 前記中間管状部が、ナイロン、ポリエステル、ポリイミド
、ポリオレフィン、および、これらの材料の混合物からなるグループから採択さ
れた材料を含む、請求項11に記載の改良型のカテーテルシステム。 - 【請求項14】 (a)近位部、遠位部、および、その中を通る主要管腔を
備えた管状カテーテル本体と、(b)カテーテルの遠位部上の主要管腔と同軸に
結合されたガイドワイヤ管腔であって、該管腔間にウエッジを有する、ガイドワ
イヤ管腔と、(c)該主要管腔内に回転可能に受容された駆動ケーブルとを有し
ていおり、ここでこの改良は、ウエッジに形成されて、該主要管腔と該ガイドワ
イヤ管腔との間の連絡を可能にするウェッジを有するタイプの、改良型のカテー
テルシステム。 - 【請求項15】 (a)近位部、遠位部、および、その中を通る管腔カテー
テル本体と、(b)該管腔内に回転可能に受容された駆動ケーブルとを備え、こ
こで、この改良は、第1の内側コイル、第2の内側コイル、および、外側コイル
を備えた駆動ケーブルを有しており、該外側コイルは該内側コイルと反対方向に
巻回され、該駆動ケーブルが回転すると、該第1の内側コイルが該外側コイルに
抗して拡張し、該第2の内側コイルが該第1の内側コイルに抗して拡張し、それ
により、該駆動ケーブルの柱強度を増加させるタイプの、改良型カテーテルシス
テム。 - 【請求項16】 前記駆動ケーブルが回転すると、前記外側コイルが前記第
1の内側コイルに抗して収縮する、請求項15に記載の改良型のカテーテルシス
テム。 - 【請求項17】 (a)近位部、遠位部、および、その中を通る管腔を備え
た管状カテーテル本体と、(b)該管腔内に回転可能に受容された駆動ケーブル
とを有しており、ここで、この改良は、入れ子式係合状態に配置された第1の管
状部材と第2の管状部材とを備えており、該第1の管状部材は少なくとも1部が
、プラスティックまたはポリエーテルエーテルケトン(PEEK)のようなポリ
マー材料である材料から形成されるタイプの、改良型のカテーテルシステム。
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