JP2004290583A - 穿刺センサを有するカテーテル - Google Patents

Abstract

【課題】低侵襲かつ、目的組織に対する注射針による穿刺および治療用組成物の注入を確実に達成し得るカテーテルを提供する。
【解決手段】経皮的に生体内腔に挿入されるカテーテル２０である。カテーテル２０は、内部を延長するルーメンを有する鞘部５５と、鞘部５５のルーメンに摺動自在に配置され、鞘部５５の先端部５７から突出可能である先端部６２を有する挿通部材と、挿通部材の先端部６２に配置され、目的組織に治療用組成物を注入するための注射針６３と、カテーテル２０の先端部２２に配置され、インピーダンスを測定するための電極７０，７５とを有する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内の患部、特に心臓虚血部位またはその周辺部に、治療用組成物を注入するためのカテーテルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
虚血性心疾患の患者は、食生活の欧米化や社会的ストレスの増大などの危険因子の増加により、年々増加している。特に、重症心不全の患者の増加は、先進国において大きな問題となっており、例えば、世界では年間１５００万人もの新規患者が発生している。
【０００３】
このような虚血性心疾患に対する治療法として、遺伝子治療や細胞療法の検討が進められている。これらの治療法に適用可能な従来のカテーテルは、先端部に治療用組成物を注入するための注射針を有している（例えば、特許文献１〜８参照。）。
【０００４】
特許文献１および特許文献２は、螺旋形状の注射針を有するカテーテルを開示している。特許文献３および特許文献４は、先端部に圧力センサからなる接触式センサを有するカテーテルを開示している。
【０００５】
特許文献５および特許文献６は、カテーテル内を陰圧にし、吸着によって先端部を組織に固定する機構を有するカテーテルを開示している。特許文献７は、機械的に組織を把持し、先端部を組織に固定して穿刺する穿刺装置を開示している。
【０００６】
特許文献８は、先端部に収容可能な注射針と、先端部から放射状に外側に開く固定装置とを有するカテーテルを開示している。なお、特許文献８は、先端が尖っている固定装置および先端が尖っていない固定装置の両者を開示している。
【０００７】
【特許文献１】
特表平８−５０８９１７号公報
【特許文献２】
米国特許第５７９７８７０号明細書
【特許文献３】
米国特許第６２５４５７３号明細書
【特許文献４】
特開２００１−８７３９２号公報
【特許文献５】
米国特許第５９７２０１３号明細書
【特許文献６】
特表２００１−５１６６２５号公報
【特許文献７】
米国特許第５９３１８１０号明細書
【特許文献８】
米国特許第６１０２８８７号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１および特許文献２に係る螺旋針は、治療用組成物を注入する際に、組織から抜け落ちることが防がれ、確実な注入が可能であるが、引き抜き方向に関しては、簡単には抜けない。したがって、例えば、脆弱な梗塞心筋組織に、螺旋針が刺さった状態において、カテーテルの先端部が誤って動いた場合、螺旋針は、心筋組織を引きちぎる虞がある。
【０００９】
特許文献３および特許文献４に係る接触式センサは、カテーテルの先端部の端面に配置され、心筋組織に確実に接触させる必要がある。しかし、心臓内部は凹凸が激しいため、接触式センサはエラーを発生し易く、精度に問題を有する。
【００１０】
特許文献５および特許文献６に係るカテーテルは、血液などの体液で満たされていない平坦な部位での使用を目的としている。したがって、体液で満たされた必ずしも平坦でない組織表面に適用される場合、カテーテルの先端部を組織表面に完全に密着させることは困難であり、体液を吸引する虞がある。
【００１１】
特許文献７に係る穿刺装置は、比較的強度を有する心膜を把持の対象としており、例えば、梗塞心筋組織のような脆弱な組織に適用される場合、組織を引きちぎる虞がある。
【００１２】
特許文献８に係る先端が尖っている固定装置は、組織への穿針および治療用組成物の注入時において、カテーテルを組織に固定することが可能であるが、目的組織に刺された後に放射状に広げられる。したがって、目的組織周辺部への侵襲は、非常に大きい。また、特許文献８に係る先端が尖っていない固定装置は、心臓内の肉柱を押し広げて、カテーテルを組織に固定するため、カテーテルの操作が非常に難しく、また、心臓内の任意の部位にカテーテルを固定することはできない。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題を解決するために成されたものであり、低侵襲かつ、目的組織に対する注射針による穿刺および治療用組成物の注入を確実に達成し得るカテーテルを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は次のように構成される。
【００１５】
（１） 経皮的に生体内腔に挿入されるカテーテルであって、
内部を延長するルーメンを有する鞘部と、
前記鞘部のルーメンに摺動自在に配置され、前記鞘部の先端部から突出可能である先端部を有する挿通部材と、
前記挿通部材の先端部に配置され、目的組織に治療用組成物を注入するための注射針と、
カテーテルの先端部に配置され、インピーダンスを測定するための電極対と
を有することを特徴とするカテーテル。
【００１６】
（２） 前記電極対を構成する各電極は、電気絶縁体によって被覆された導電体に接続されており、前記導電体は、前記カテーテルの基端部まで延長していることを特徴とする前記（１）に記載のカテーテル。
【００１７】
（３） 前記電極対は、前記挿通部材の先端部に配置されることを特徴とする前記（１）又は前記（２）に記載のカテーテル。
【００１８】
（４） 前記電極対の少なくとも一方の電極は、前記挿通部材の長手方向に関し、前記注射針のベベル先端から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする前記（３）に記載のカテーテル。
【００１９】
（５） 前記電極対は、複数組存在し、前記挿通部材の長手方向に関し、各組が離間して位置することを特徴とする前記（３）に記載のカテーテル。
【００２０】
（６） 複数組の前記電極対に含まれる電極の少なくとも１つは、前記挿通部材の長手方向に関し、前記注射針のベベル先端から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする前記（５）に記載のカテーテル。
【００２１】
（７） 前記電極対の一方の電極は、前記挿通部材の先端部に位置し、前記電極対の他方の電極は、前記鞘部の先端部に位置することを特徴とする前記（１）又は前記（２）に記載のカテーテル。
【００２２】
（８） 前記挿通部材の先端部に位置する前記電極は、前記挿通部材の長手方向に関し、前記注射針のベベル先端から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする前記（７）に記載のカテーテル。
【００２３】
（９） 前記電極対は、複数組存在し、前記挿通部材の先端部に位置する複数の電極は、前記挿通部材の長手方向に関し、それぞれ離間して位置することを特徴とする前記（７）に記載のカテーテル。
【００２４】
（１０） 前記挿通部材の先端部に位置する複数の前記電極の少なくとも１つは、前記挿通部材の長手方向に関し、前記注射針のベベル先端から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする前記（９）に記載のカテーテル。
【００２５】
（１１） 前記挿通部材の先端部に位置する前記電極対の一方の電極は、前記注射針のべベルに形成されており、
前記べベルに形成された電極は、前記注射針を導電性材料から構成し、前記注射針の内周面および外周面を電気絶縁体によって被覆することにより得られていることを特徴とする前記（９）に記載のカテーテル。
【００２６】
（１２） 前記鞘部の先端部に位置する前記電極対の他方の電極は、前記注射針と電気的に絶縁されていることを特徴とする前記（１１）に記載のカテーテル。
【００２７】
（１３） 前記鞘部の先端部は、前記ルーメンに連通する貫通孔を有することを特徴とする前記（１）〜（１２）のいずれか１項に記載のカテーテル。
【００２８】
（１４） 前記貫通孔は、前記鞘部の長手方向に関し、前記鞘部の先端部の端面から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする前記（１３）に記載のカテーテル。
【００２９】
（１５） 前記目的組織は、心臓であることを特徴とする前記（１）〜（１４）のいずれか１項に記載のカテーテル。
【００３０】
（１６） 前記治療用組成物は、核酸、タンパク質、あるいは細胞を含有することを特徴とする前記（１）〜（１５）のいずれか１項に記載のカテーテル。
【００３１】
（１７） 内部を延長するルーメンを有する鞘部と、前記鞘部のルーメンに摺動自在に配置され、前記鞘部の先端部から突出可能である先端部を有する挿通部材と、前記挿通部材の先端部に配置され、目的組織に治療用組成物を注入するための注射針と有し、経皮的に生体内腔に挿入されるカテーテルと、
カテーテルの先端部に配置され、インピーダンスを測定するための電極対と、
前記電極対から延長する導電体が接続され、前記電極対により測定されるインピーダンス値に基づいて、前記注射針による穿刺を検出するための穿刺検出装置と
を有することを特徴とするカテーテルシステム。
【００３２】
（１８） 前記電極対の一方の電極は、前記電極対の他方の電極より、前記カテーテルの基端側に位置することを特徴とする前記（１７）に記載のカテーテルシステム。
【００３３】
（１９） 前記（１）に記載のカテーテルを用いて、治療用組成物を注入するための方法であって、
前記カテーテルを生体内に挿入し、目的組織の近傍まで進めるステップと、
前記電極対により測定されるインピーダンス値に基づいて、前記注射針を目的組織に穿刺し、前記注射針を経由して目的組織に、前記治療用組成物を注入するステップと
を有することを特徴とする方法。
【００３４】
（２０） 前記治療用組成物を注入するステップは、
前記電極対によってインピーダンスを測定しながら、前記鞘部に対して前記挿通部材を先端方向に移動させ、前記鞘部の先端部から前記注射針を突出させることで、目的組織を穿刺するステップと、
測定されたインピーダンス値に変化が検出された後において、前記治療用組成物を、前記注射針を経由して目的組織に注入するステップと
を有することを特徴とする前記（１９）に記載の方法。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１は、実施の形態１に係るカテーテルの概略図である。カテーテル２０は、操作部３０と、鞘部５５と、挿通部材の先端部６２に配置される注射針６３と、カテーテル２０の先端部２２に配置される電極７０，７５とを有しており、経皮的に生体内腔に挿入されて使用される。電極７０，７５は、インピーダンスを測定するために使用される電極対を構成し、穿刺センサとして機能する。
【００３７】
操作部３０は、カテーテル２０の基端部２１に位置し、挿通部材６０の先端部６２および注射針６３は、カテーテル２０の先端部２２に位置する。
【００３８】
鞘部５５は、内部を延長するルーメンを有しており、挿通部材６０が摺動自在に延長している。鞘部５５の形状は、特に限定されないが、円筒状であることが好ましい。鞘部５５の外径は、特に限定されないが、１０フレンチ（３．３ｍｍ）以下であることが好ましい。
【００３９】
鞘部５５の材料は、特に限定されないが、ポリオレフィン、オレフィン系エラストマー、ポリエステル、軟質ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ウレタン系エラストマー、ポリアミド、アミド系エラストマー、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素樹脂エラストマー、ポリイミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、シリコーンゴムなどの高分子材料を使用することができる。
【００４０】
ポリオレフィンは、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンである。オレフィン系エラストマーは、例えば、ポリエチレンエラストマー、ポリプロピレンエラストマーである。アミド系エラストマーは、例えば、ポリアミドエラストマーである。
【００４１】
鞘部５５を合成樹脂から形成する場合、例えば、超弾性合金のパイプや、金属からなる埋め込みコイルまたは埋め込みメッシュを利用して、剛性を向上させることが可能である。
【００４２】
鞘部５５の先端部５７は、Ｘ線造影マーカとしての機能を有することが好ましく、例えば、Ｘ線造影物質を含有する樹脂を使用して形成することが可能である。Ｘ線造影物質は、例えば、タンタル、炭化タングステン、酸化ビスマス、硫酸バリウム、プラチナもしくはその合金、コバルト合金等の粉末である。
【００４３】
挿通部材６０は、鞘部５５のルーメンに摺動自在に配置される。挿通部材６０の形状は、特に限定されないが、円筒状であることが好ましい。挿通部材６０の外径は、鞘部５５のルーメン内を摺動可能であれば、特に限定されないが、０．３〜１．０ｍｍであることが好ましい。挿通部材の内径は、０．１５〜０．８ｍｍであることが好ましい。
【００４４】
挿通部材６０の材料は、特に限定されないが、例えば、ステンレス綱、Ｎｉ−Ｔｉ合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金、コバルト合金、タンタル等の金属、ポリアミド、ポリイミド、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、あるいはこれらを適宜組み合わせたものが適用可能である。
【００４５】
注射針６３は、目的組織に治療用組成物を注入するために使用される。目的組織は、生体内の患部、例えば、心臓虚血部位またはその周辺部等の心臓組織である。注射針６３は、例えば、挿通部材６０の先端部６２に針付け加工を施こしてベベル（刃面）を形成したり、挿通部材６０の先端部６２に別体の注射針を装着することによって、構成することが可能である。
【００４６】
図２は、図１に示される操作部を説明するための断面図、図３および図４は、図１に示されるカテーテルの先端部を説明するための断面図、図５は、図１に示される挿通部材の先端部の側面図である。なお、図３は、注射針が突出している状態を示しており、図４は、注射針が後退している状態を示している。
【００４７】
カテーテル２０の基端部２１に位置する操作部３０は、スリット３３が形成されたハウジング３１と、外部のインピーダンスアナライザ（穿刺検出装置）に接続するための出力端子５０，５１と、ハブ４５とを有する。
【００４８】
出力端子５０，５１は、挿通部材６０に沿って延長するワイヤ８０，８５を介して、電極７０，７５に接続される。ハブ４５は、治療用組成物を注入するためのコネクタであり、例えば、シリンジが接続される。
【００４９】
鞘部５５の基端部５６は、ハウジング３１に固定され、挿通部材６０の基端部６１は、ハウジング３１の内部に導入され、ハブ４５と連結される。ハウジング３１の内周面には、弾性のある材料から形成される駆動部３２が摺動自在に密着して配置される。
【００５０】
駆動部３２は、貫通している挿通部材６０が接着固定される中心部と、針制御部４０が固定される外周部とを有する。針制御部４０は、ハウジング３１に形成されるスリット３３内に摺動自在に嵌挿される。
【００５１】
したがって、針制御部４０を操作し、駆動部３２を移動させることで、挿通部材６０が駆動される。その結果、挿通部材６０の先端部６２に配置される注射針６３は、鞘部５５の先端部５７から突出（図３参照）、あるいは鞘部５５の先端部５７に後退して収容される（図４参照）。
【００５２】
駆動部３２は、弾性のある材料から形成され、ハウジング３１の内周面に密着して配置されるため、スリット３３の任意の位置で停止させることができる。なお、ハウジング３１の内周面には、駆動部３２の移動距離を確実に制御するためのストッパ３５が配置される。
【００５３】
挿通部材６０の外周面と、鞘部５５の基端部５６の内周面との間隙には、Ｏリング３４が配置され、操作部３０の内部を封止しており、例えば、血液が流入することを防止する。
【００５４】
カテーテル２０の先端部２２に位置する鞘部５５の先端部５７は、鞘部５５のルーメンに連通する貫通孔５８を有する。貫通孔５８は、鞘部５５の内外における血液の流れを良好にし、カテーテル２０の先端部２２への血液の入り込みを確実にする。貫通孔５８は、鞘部５５の長手方向に関し、鞘部５５の先端部５７の端面から１ｍｍ以上離れていることが好ましい。
【００５５】
電極７０，７５は、略矩形であり、注射針６３のべベル６３Ａの近傍における挿通部材６０の先端部６２に、配置される。電極７０，７５は、挿通部材６０の長手方向に関し、同一位置であるが、挿通部材６０の円周方向に関し、異なった位置を占める。
【００５６】
電極７０，７５により測定されるインピーダンス値は、電極７０，７５が血液中に存在する場合と心臓組織内に存在する場合とでは、大きな違いが認められる。インピーダンス値は、穿刺される部位や測定周波数によって異なるが、例えば、血液中におけるインピーダンス値は、心臓組織内におけるインピーダンス値に比べ、４０〜６０％程度である。したがって、電極７０，７５により測定されるインピーダンス値に基づいて、注射針６３による穿刺を検出することができる。
【００５７】
電極７０，７５は、挿通部材６０の長手（延長）方向に関し、注射針６３のベベル６３Ａ先端から１ｍｍ以上３ｍｍ以下離れて配置されることが好ましい。この配置位置においては、インピーダンス値の変化が測定される場合、注射針６３が心臓組織内に確実に存在するためである。
【００５８】
挿通部材６０は、注射針６３のべベル６３Ａを除いた外周面が電気絶縁体６４で被覆されている。電気絶縁体６４は、例えば、ポリイミドワニス、ポリウレタン樹脂などの電気絶縁性である。また、図２においては、図を簡略化するために、電気絶縁体６４を示していない。
【００５９】
電極７０，７５の形状は、特に限定されない。また、電極７０，７５の配置方法も、特に限定されず、例えば、導電体の接着、導電体の蒸着あるいはめっきを利用することも可能である。
【００６０】
電極７０，７５は、操作部３０に配置される出力端子５０，５１から延長するワイヤ８０，８５が接続される。ワイヤ８０，８５は、電極７０，７５に接続される端子を有する導線８１，８６と、導線８１，８６を覆っている電気絶縁体８２，８７とを有する。導線８１，８６および電気絶縁体８２，８７は、挿通部材６０の外周を覆っている電気絶縁体６４に、例えば、接着によって固定される。
【００６１】
つまり、電極７０，７５は、電気絶縁体８２，８７で被覆されている導線８１，８６に接続されており、導線８１，８６は、カテーテル２０の基端部２１まで延長している。電極７０，７５および導線８１，８６の材料は、特に限定されないが、金、白金、白金イリジュウム、タングステン、銀などが、好ましい。
【００６２】
なお、挿通部材６０と注射針６３とが別体である場合、挿通部材６０の外周面を電気絶縁体６４で被覆し、電極７０，７５およびワイヤ８０，８５を配置した後で、注射針６３の取付け加工を施す。この場合、電気絶縁体６４の被覆は、注射針６３のべベル６３Ａを避ける必要がないため、被覆作業が簡略化される。また、挿通部材６０がプラスチックなどの電気絶縁体により形成される場合、電気絶縁体６４の被覆は不要となる。
【００６３】
図６は、図１に示されるカテーテル２０が適用されるカテーテルシステム１０を説明するための概略図である。カテーテルシステム１０は、カテーテル２０と、インピーダンスアナライザ９０とを有する。
【００６４】
インピーダンスアナライザ９０は、入力端子９１，９３を有し、コード９２，９４によって操作部３０の出力端子５０，５１に接続されており、鞘部５５の内部を延長するワイヤ８０，８５を介して、挿通部材６０の先端部６２に配置される電極７０，７５と接続される。
【００６５】
インピーダンスアナライザ９０は、電極７０，７５により測定されるインピーダンス値の変化に基づいて、注射針６３による穿刺を検出する。適用される周波数は、特に限定されないが、５０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの範囲の周波数が好ましい。
【００６６】
次に、心臓組織を目的部位とする場合に関し、カテーテルシステム１０の使用方法を説明する。
【００６７】
まず、術者は、Ｘ線透視下、例えば、ガイデイングカテーテルを使用して、カテーテル２０を生体内に挿入し、カテーテル２０の先端部２２を、目的組織の近傍に位置する心室内に誘導する。
【００６８】
その後、術者は、鞘部５５の先端部５７を心壁に押圧し、インピーダンスアナライザ９０より交流電流を電極７０，７５間に流して、電極７０，７５により測定されるインピーダンス値を確認しながら、針制御部４０を操作する。その結果、鞘部５５に対して挿通部材６０が先端方向に移動し、鞘部５５の先端部５７から注射針６３が突出し、心筋組織を穿刺する。
【００６９】
注射針６３が心筋組織を穿刺することによって、電極７０，７５は、血液中から心臓組織内に移動するため、電極７０，７５により測定されるインピーダンス値に、大きな変化が生じる。これにより、注射針６３による穿刺が確認される。なお、鞘部５５の先端部５７に形成されている貫通孔５８の存在によって、鞘部５５内外の血液の流れが良好であるため、血液の流入が確実となり、電極７０，７５が血流中にある場合におけるインピーダンスを、より正確に測定することができる。
【００７０】
その後、例えば、ハブ４５に接続されたシリンジを使用して、治療用組成物を、注射針６３を経由して心筋組織に注入する。この際、電極７０，７５により測定されるインピーダンス値に、大きな変化が生じないことを確認する。これによって、治療用組成物の注入操作の反動による注射針６３の目的組織からの抜けが生じていないことが確認される。
【００７１】
注入終了後、針操作部４０を操作して、注射針６３を鞘部５５の先端部５７内に後退させて収容し、カテーテル２０の先端部２２を、次の目的部位へ移動させ、上記操作を繰り返す。
【００７２】
以上のように、発明の実施の形態１においては、電極７０，７５により測定されるインピーダンス値に基づいて、注射針６３を確実に目的組織に穿刺し、治療用組成物を、目的組織に確実に注入することが可能である。また、カテーテルを組織に固定するための特別な装置を必要としないため、低侵襲である。
【００７３】
図７は、実施の形態１に係るカテーテルの変形例を説明するための側面図であり、挿通部材の先端部を示している。
【００７４】
インピーダンスを測定するための電極７０，７５は、長手方向に関し、同一位置に配置されることに限定されず（図５参照）、異なった位置に配置することも可能である。
【００７５】
このような構成においては、電極７０，７５の一方（電極７０）が心臓組織内にありかつ電極７０，７５の他方（電極７５）が血液中に存在する場合と、電極７０，７５の両方が血液中に存在する場合と、電極７０，７５の両方が心臓組織内に存在する場合とにおいて、電極７０，７５により測定されるインピーダンス値に違いが認められる。
【００７６】
例えば、血液中におけるインピーダンス値は、血液中および心臓組織内の並存におけるインピーダンス値に比べ、７０〜８０％程度である。なお、上述のように、血液中におけるインピーダンス値は、心臓組織内におけるインピーダンス値に比べて、４０〜６０％程度である。
【００７７】
したがって、電極７０，７５により測定されるインピーダンス値に基づいて、注射針６３による穿刺の検出および穿刺の深度の検出が可能である。つまり、本変形例においては、注射針６３による穿刺の検出に加え、注射針６３の深度を検出できるため、注射針６３の穿刺はより確実となる。また、本変形例は、患部の目的とする深度に、注射針６３を正確に刺すことが効果上必要とされる治療に、特に適している。
【００７８】
電極７０，７５の両方または先端側の電極７０は、挿通部材６０の長手方向に関し、注射針６３のベベル６３Ａ先端から１ｍｍ以上３ｍｍ以下離れて配置されることが好ましい。この配置位置においては、インピーダンスの変化が測定される場合、注射針６３が心臓組織内に確実に存在するためである。
【００７９】
挿通部材６０の長手方向に関する、電極７０と電極７５の離間距離は、特に限定されない。しかし、離間距離が過度に長くなると、電極７０，７５により測定されるインピーダンス値に、顕著な変化が現れない可能性があるため、５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは、２．５ｍｍ以下である。
【００８０】
図８は、実施の形態１に係るカテーテルの別の変形例を説明するための概略図であり、挿通部材の先端部を示している。本変形例においては、インピーダンスを測定するための電極対は、複数組存在し、挿通部材の長手方向に関し、各組が離間して位置している。また、電極対の組数に対応し、複数のインピーダンスアナライザが設置される。
【００８１】
詳述すると、第１組の電極対を構成する電極７０，７５から離間した位置に、第２組の電極対を構成する電極１７０，１７５が配置される。電極１７０，１７５は、挿通部材６０の長手方向に関し、同一位置であるが、挿通部材６０の円周方向に関し、異なった位置を占める。電極１７０，１７５は、インピーダンスアナライザ１９０の入力端子１９１，１９３に接続される。
【００８２】
なお、カテーテル２０の出力端子の設置数は、電極７０，７５，１７０，１７５の設置数に対応している。
【００８３】
したがって、本変形例においては、注射針６３の深度が深くなるにつれ、電極７０，７５および電極１７０，１７５が、心臓組織に順次接触し、測定されるインピーダンス値に変化が生じるため、図７の変形例に比べ、注射針６３の深度の検出精度が向上する。また、複数組の電極対に含まれる電極７０，７５，１７０，１７５の少なくとも１つは、挿通部材６０の長手方向に関し、注射針６３のベベル６３Ａ先端から１ｍｍ以上離れていることが好ましい。
【００８４】
図９は、実施の形態２に係るカテーテルを説明するための断面図、図１０は、図９に示される挿通部材の先端部を説明するための側面図、図１１は、図９に示される鞘部の先端部を説明するための側面図である。
【００８５】
実施の形態２は、電極対の一方の電極が、挿通部材の先端部に位置し、電極対の他方の電極が、鞘部の先端部に位置する点で、電極対の両方が挿通部材の先端部に位置する実施の形態１と異なっている。
【００８６】
電極対の一方の電極２７０は、リング状であり、また、挿通部材２６０の先端部２６２は、注射針２６３のべベル２６３Ａを除いた外周面が電気絶縁体２６４で被覆されており、電極２７０は、挿通部材の先端部２６２に、かしめによって固定される。
【００８７】
電極２７０は、操作部に配置される出力端子から延長するワイヤ２８０が接続される。ワイヤ２８０は、電極２７０に接続される端子を有する導線２８１と、導線２８１を覆っている電気絶縁体２８２とを有する。導線２８１は、カテーテルの基端部まで延長している。
【００８８】
導線２８１および電気絶縁体２８２は、挿通部材２６０の外周を覆っている電気絶縁体２６４に、例えば、接着により固定される。ワイヤ２８０は、挿通部材２６０に沿って、操作部のハウジングの内部に導入され、駆動部を貫通している。
【００８９】
電極対の他方の電極２７５も、リング状であり、鞘部２５５の先端部２５７に、例えば、かしめによって固定される。電極２７５は、操作部に配置される出力端子から延長するワイヤ２８５が接続される。ワイヤ２８５は、電極２７５に接続される端子を有する導線２８６と、導線２８６を覆っている電気絶縁体２８７とを有する。
【００９０】
ワイヤ２８５は、鞘部２５５の基端部において、例えば、挿通部材２６０の基端部の外周と鞘部２５５の基端部の内周面との間隙を経由して、操作部のハウジングの内部に導入され、駆動部を貫通している。
【００９１】
ワイヤ２８０，２８５は、実施の形態１と同様に、カテーテルの基端部まで延長し、カテーテルの出力端子に接続され、当該出力端子は、コードによって、インピーダンスアナライザの入力端子に接続される。
【００９２】
次に、実施の形態２に係るカテーテルの使用方法を説明する。
【００９３】
まず、術者は、Ｘ線透視下、例えば、ガイデイングカテーテルを使用して、カテーテルを生体内に挿入し、カテーテルの先端部を、目的組織の近傍に位置する心室内に誘導する。
【００９４】
その後、術者は、鞘部２５５の先端部２５７を心壁に押圧し、電極２７０，２７５により測定されるインピーダンス値を確認しながら、針制御部４０を操作する。その結果、鞘部２５５に対して挿通部材２６０が先端方向に移動し、鞘部２５５の先端部２５７から注射針２６３が突出し、心筋組織を穿刺する。
【００９５】
注射針２６３が心筋組織を穿刺することによって、電極２７０は、血液中から心臓組織内に移動するため、電極２７０，２７５により測定されるインピーダンス値に、大きな変化が生じる。これにより、注射針２６３による穿刺が確認される。
【００９６】
その後、例えば、ハブに接続されたシリンジを使用して、治療用組成物を、注射針２６３を経由して心筋組織に注入する。この際、電極２７０，２７５により測定されるインピーダンス値に、大きな変化が生じないことを確認する。これによって、治療用組成物の注入操作の反動による注射針２６３の目的組織からの抜けが生じていないことが確認される。
【００９７】
注入終了後、針操作部を操作して、注射針２６３を鞘部２５５の先端部２５７内に後退させて収容し、カテーテルの先端部を、次の目的部位へ移動させ、上記操作を繰り返す。
【００９８】
以上のように、実施の形態２に係るカテーテルにおいても、電極２７０，２７５により測定されるインピーダンス値に基づいて、注射針２６３を確実に目的組織に穿刺し、治療用組成物を、目的組織に確実に注入することが可能である。
【００９９】
図１２〜図１４は、実施の形態２に係るカテーテルの変形例を、それぞれ示しており、図１２および図１３は、鞘部の先端部の側面図であり、図１４は、鞘部の先端部の断面図である。
【０１００】
電極２７５は、鞘部２５５の先端部２５７の端面から離間した基端側に、配置することも可能である（図１２参照）。
【０１０１】
また、電極２７５を鞘部２５５の先端部２５７に埋め込むことも可能である（図１３参照）。これは、例えば、鞘部２５５の先端部２５７に円周方向に沿った凹部を形成し、当該凹部に、電極２７５をかしめて取付け、基端部まで延長している導線を、電極２５７に接続した後、導線の表面を電気絶縁体で被覆することで形成することが可能である。
【０１０２】
さらに、電極２７５を鞘部２５５のルーメン内に配置して固定することも可能である（図１４参照）。これは、例えば、鞘部２５５のルーメンの内径より若干小さい外径を有する電極２７５を、鞘部２５５の先端部からルーメンの内部に挿入し、鞘部２５５の長手方向に関し、鞘部２５５の先端部から数ｍｍ進んだ位置で、電極２７５を接着固定することで配置することができる。
【０１０３】
電極２７５を埋め込んだり、ルーメン内に配置する場合、例えば、心室表面の凹凸に電極２７５が誤接触し、測定エラーを引き起こすことを抑制することができる。
【０１０４】
図１５は、鞘部の先端部に電極を配置するための製造方法の一例を説明するための側面図、図１６は、挿通部材の先端部に電極を配置するための製造方法の一例を説明するための側面図、図１７は、図１５に示される鞘部の基端部および図１６に示される挿通部材の基端部の構造を説明するための概略図である。
【０１０５】
鞘部３５５は、Ｘ線造影マーカとして機能する炭化タングステンを含有するブレード線入りポリイミドチューブ（マイクロルーメン社）によって形成した。ポリイミドチューブは、ブレード線をサンドイッチ状に挟んだ三層構造を有し、長さが１３００ｍｍ、外径が１．０ｍｍ、内径が０．９ｍｍである。
【０１０６】
ポリイミドチューブ３５５の一端（先端部）は、レーザ加工が施され、約２ｍｍの最外周面のポリイミド層だけを剥がすことで、ブレード線を露出させた。
【０１０７】
そして、図１５に示されるように、ポリイミドチューブ３５５の先端部に、先端キャップ３５７を取り付けた。先端キャップ３５７は、導電性材料（ＳＵＳ３０４）によって形成された円錐台状であり、先端キャップ３５７の端面近傍の外周面部を除いた外周面に、電気絶縁体３８７が被覆されている。先端キャップ３５７の内周面には、ポリイミドチューブ３５５における露出したブレード線に接触して電気が流れるようにするため、絶縁被覆は行わない。
【０１０８】
先端キャップの先端の外径は、１．８ｍｍであり、ポリイミドチューブ３５５との取付け部の外径は、１．２ｍｍであり、長さは、３ｍｍである。インピーダンスを測定するための電極対の一方を構成する電極３７５は、先端キャップ３５７の端面近傍において露出している導電性材料からなる環状部位である。
【０１０９】
ポリイミドチューブ３５５の他端は、レーザ加工が施され、最外周面のポリイミド層だけを剥がすことで、ブレード線を露出させた。そして、図１７に示されるように、ポリイミドチューブ３５５の他端（基端部）３５６のブレード線を露出した部分に、接続コネクタ３８６を取り付けた。
【０１１０】
接続コネクタ３８６は、操作部に配置される出力端子３５１から延長するワイヤ３８５が接続される。なお、接続コネクタ３８１において、ブレード線は、ワイヤ３８５の導線と接続される。また、ワイヤ３８５は、駆動部３３２に形成される貫通孔を延長する。
【０１１１】
挿通部材３６０は、中空鋼管（大場機工製）の内周面および外周面にポリイミドワニス（電気絶縁体）を塗布することによって、形成された。挿通部材３６０は、ＳＵＳ３０４からなり、長さは、１５００ｍｍ、外径は、０．７ｍｍ、内径は、０．５ｍｍである。
【０１１２】
挿通部材３６０の先端部３６２は、図１６に示されるように、刃面を構成するベベル３７０を形成するために、研磨した。この際、ポリイミドからなる絶縁皮膜が剥がれた環状部位（電気絶縁体３６４と電気絶縁体３８２と中間に位置する環状部位）が、インピーダンスを測定するための電極対の他方を構成する電極となる。
【０１１３】
挿通部材３６０の基端部３６１は、駆動部３３２を越えた適当な部位において、最外周面のポリイミド層だけを剥がすことで、ＳＵＳ３０４の鋼管を露出させた。そして、図１７に示されるように、ＳＵＳ３０４の鋼管が露出した部分に、接続コネクタ３８１を取り付けた。接続コネクタ３８１は、出力端子３５０から延長するワイヤ３８０が接続される。なお、接続コネクタ３８１において、ＳＵＳ３０４の鋼管は、ワイヤ３８０の導線と接続される。
【０１１４】
以上のように、インピーダンスを測定するための電極対の一方の電極を、挿通部材の先端部に配置し、電極対の他方の電極を、鞘部の先端部に配置することができた。
【０１１５】
図１８は、挿通部材の先端部に電極対を配置するための製造方法の一例を説明するための側面図、図１９は、図１８から続く工程を説明するための側面図、図２０は、図１９から続く工程を説明するための側面図である。
【０１１６】
挿通部材４６０は、中空鋼管（大場機工製）の外周面をポリウレタン樹脂（電気絶縁体）で被覆することによって、形成された。中空鋼管は、ＳＵＳ３０４からなり、長さは、１５００ｍｍ、外径は、０．７ｍｍ、内径は、０．５ｍｍである。
【０１１７】
そして、挿通部材４６０の外周面の被覆層に対して、スパッタリング装置を使用した逆スパッタによって表面処理を施した。その後、長尺の矩形形状の開口部が平行に２つ形成されたマスキング部材を、挿通部材４６０の長手方向に沿って配置し、当該マスキング部材に向かって、蒸着装置によって金を積層した。
【０１１８】
マスキング部材を除去後、マスキング部材の開口部が配置されていた部位に形成された導電体（金の蒸着膜）４６９，４７４に対し、電解めっき法により金めっきを施し、導電体４６９，４７４を肉厚化した（図１８参照）。
【０１１９】
そして、導電体４６９，４７４の長手方向の両端部を除いた中央部に、ポリイミドワニス（電気絶縁体）４６４を塗布することで、インピーダンスを測定するための電極４７０，４７５および導体４８１，４８６を形成した（図１９参照）。つまり、導電体４６９，４７４の先端部が、電極４７０，４７５を形成し、導電体４６９，４７４の基端部が、カテーテルの出力端子に接続されるワイヤの導線と接続するための接続端子を形成する。
【０１２０】
その後、挿通部材４６０の先端部４６２を、研磨し、ベベル４６３Ａを形成した（図２０参照）。
【０１２１】
以上のように、インピーダンスを測定するための電極対を、挿通部材の先端部に、形成することができた。
【０１２２】
図２１は、インピーダンスの測定に基づく穿刺の検出を検証するための動物実験において適用された注射針を説明するための側面図である。
【０１２３】
穿刺に使用された注射針５６３は、次のようにして形成された。まず、ステンレス製中空針に、側孔５６５，５６６を形成した。中空針の外径は、０．６ｍｍであり、内径は、０．３ｍｍである。側孔５６５は、中空針の長手方向に関し、中空針のベベル先端から１０ｍｍ離れて位置している。側孔５６６は、中空針の長手方向の基端側に向かって、側孔５６５から５ｍｍ離れて位置している。
【０１２４】
そして、導線５８１，５８６を、側孔５６５，５６６から中空針の内腔に導入し、中空針の基端部から引き出した。導線５８１，５８６の径は、０．０８ｍｍである。中空針の内腔にポリウレタン樹脂をポッテングして、導線５８１，５８６を、接触していない状態で、中空針の内腔に固定した。
【０１２５】
その後、中空針の側孔５６５，５６６から突出している導線５８１，５８６およびポリウレタン樹脂を切断した。また、中空針の側孔５６５，５６６近傍の外周面と、切断面とが平滑になるように、ヤスリをかけた。これによって、導線５８１，５８６の切断面からなる電極５７０，５７５と、電極５７０，５７５および導線５８１，５８６の周りを取り囲むポリウレタン樹脂からなる電気絶縁体５６４とを形成し、動物実験に適用される注射針５６３が得られた。
【０１２６】
次に、動物実験の内容を説明する。
【０１２７】
まず、被検体であるブタに対し、アトロピン、アザペロン、ケタミンを筋肉注射し、フローセンを吸入させることで麻酔をかけた。そして、気管を切開した後送管し、ベンチレータにより呼吸を維持した状態で、開胸手術を行い、心臓を露出させた。
【０１２８】
注射針５６３から延長する導線５８１，５８６は、インピーダンスアナライザの入力端子に接続し、インピーダンスの測定周波数を、１２８ｋＨｚに設定した。
【０１２９】
その後、心壁の厚さを確認するため、テスト針を、心臓の外側から心臓組織に刺し、徐々に深く刺し進めた。テスト針の先端が、心室内に到達し、テスト針の基端部から血液が流出すると、その位置をマーキングした。そして、テスト針を抜き、テスト針の先端からマーク位置までの長さを測定することで、心壁の概略の厚さを確認した。
【０１３０】
次に、テスト針によって形成された穿刺痕の近傍に、注射針５６３を刺し、電極５７０，５７５が心臓組織内に存在する場合における、インピーダンスを測定したところ、８０ｋΩを示した。そして、注射針５６３をさらに深く刺し、電極５７０，５７５を心室内における血液中に存在する位置まで進め、インピーダンスを測定したところ、３５ｋΩを示した。
【０１３１】
以上のように、電極対が血液中に存在する場合と、電極対が組織内に存在する場合とでは、測定されるインピーダンス値に違いが生じることが確認された。つまり、カテーテルの先端部に配置される電極対によって、注射針による穿刺を検出可能であることが検証された。
【０１３２】
このようなカテーテルは、例えば、遺伝子治療や細胞療法に適用される。
【０１３３】
遺伝子治療は、例えば、虚血性心疾患に対する治療であり、カテーテルに内蔵される注射針によって、遺伝子治療用組成物（例えば、核酸を含んだ組成物）を注入することは、低侵襲である点で好ましい。
【０１３４】
細胞療法は、例えば、外部より新たな細胞（心筋細胞、骨格筋芽細胞、平滑筋細胞、骨髄由来細胞、末梢血幹細胞、さい帯血由来細胞）を移植し、心機能を改善するための治療法である。したがって、カテーテルに内蔵される注射針を、例えば、骨髄由来細胞を梗塞部位およびその周囲に移植するために、適用することができる。
【０１３５】
また、本発明は、心臓の治療に適用されることに限定されず、例えば、下肢部の血管を新生する治療に適用することも可能である。
【０１３６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で種々改変することができる。
【０１３７】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、低侵襲かつ、目的組織に対する注射針による穿刺および治療用組成物の注入を確実に達成し得るカテーテルおよびカテーテルシステムを提供することができる。また、低侵襲かつ、目的組織に対する注射針による穿刺および治療用組成物の注入を確実に達成し得るカテーテルを用いた治療用組成物の注入方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るカテーテルの概略図である。
【図２】図１に示される操作部を説明するための断面図である。
【図３】図１に示されるカテーテルの先端部を説明するための断面図であり、注射針が突出している状態を示している。
【図４】図１に示されるカテーテルの先端部を説明するための断面図であり、注射針が後退している状態を示している。
【図５】図１に示される挿通部材の先端部の側面図である。
【図６】図１に示されるカテーテルが適用されるカテーテルシステムを説明するための概略図である。
【図７】実施の形態１に係るカテーテルの変形例を説明するための側面図であり、挿通部材の先端部を示している。
【図８】実施の形態１に係るカテーテルの別の変形例を説明するための概略図であり、挿通部材の先端部を示している。
【図９】実施の形態２に係るカテーテルを説明するための断面図である。
【図１０】図９に示される挿通部材の先端部を説明するための側面図である。
【図１１】図９に示される鞘部の先端部を説明するための側面図である。
【図１２】実施の形態２に係るカテーテルの変形例を説明するための側面図であり、鞘部の先端部を示している。
【図１３】実施の形態２に係るカテーテルの別の変形例を説明するための側面図であり、鞘部の先端部を示している。
【図１４】実施の形態２に係るカテーテルの別の変形例を説明するための断面図であり、鞘部の先端部を示している。
【図１５】鞘部の先端部に電極を配置するための製造方法の一例を説明するための側面図である。
【図１６】挿通部材の先端部に電極を配置するための製造方法の一例を説明するための側面図である。
【図１７】図１５に示される鞘部の基端部および図１６に示される挿通部材の基端部の構造を説明するための概略図である。
【図１８】挿通部材の先端部に電極対を配置するための製造方法の一例を説明するための側面図である。
【図１９】図１８から続く工程を説明するための側面図である。
【図２０】図１９から続く工程を説明するための側面図である。
【図２１】インピーダンスの測定に基づく穿刺の検出を検証するための動物実験において適用された注射針を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１０…カテーテルシステム、
２０…カテーテル、
２１…基端部、
２２…先端部、
３０…操作部、
３１…ハウジング、
３２…駆動部、
３３…スリット、
３４…Ｏリング、
３５…ストッパ、
４０…針制御部、
４５…ハブ、
５０，５１…出力端子、
５５…鞘部、
５６…基端部、
５７…先端部、
５８…貫通孔、
６０…挿通部材、
６１…基端部、
６２…先端部、
６３…注射針、
６３Ａ…べベル、
６４…電気絶縁体、
７０，７５…電極、
８０…ワイヤ、
８１…導線、
８２…電気絶縁体、
８５…ワイヤ、
８６…導線、
８７…電気絶縁体、
９０…インピーダンスアナライザ、
９１…入力端子、
９２…コード、
９３…入力端子、
９４…コード、
１７０，１７５…電極、
１９０…インピーダンスアナライザ、
１９１，１９３…入力端子、
２５５…鞘部、
２５７…先端部、
２６０…挿通部材、
２６２…先端部、
２６３…注射針、
２６３Ａ…べベル、
２６４…電気絶縁体、
２７０，２７５…電極、
２８０…ワイヤ、
２８１…導線、
２８２…電気絶縁体、
２８５…ワイヤ、
２８６…導線、
２８７…電気絶縁体、
３３２…駆動部、
３５０，３５１…出力端子、
３５５…鞘部、
３５６…基端部、
３５７…先端キャップ、
３６０…挿通部材、
３６１…基端部、
３６２…先端部、
３６３…注射針、
３６４…電気絶縁体、
３７０，３７５…電極、
３８０…ワイヤ、
３８１…接続コネクタ、
３８２…電気絶縁体、
３８５…ワイヤ、
３８６…接続コネクタ、
３８７…電気絶縁体、
４６０…挿通部材、
４６４…電気絶縁体、
４６９，４７４…導電体、
４７０，４７５…電極、
４８１，４８６…導体、
４６３Ａ…ベベル、
５６３…注射針、
５６４…電気絶縁体、
５６５，５６６…側孔、
５７０…電極、
５８１…導線、
５７５…電極、
５８６…導線。

Claims (16)

1. 経皮的に生体内腔に挿入されるカテーテルであって、
   内部を延長するルーメンを有する鞘部と、
   前記鞘部のルーメンに摺動自在に配置され、前記鞘部の先端部から突出可能である先端部を有する挿通部材と、
   前記挿通部材の先端部に配置され、目的組織に治療用組成物を注入するための注射針と、
   カテーテルの先端部に配置され、インピーダンスを測定するための電極対と
   を有することを特徴とするカテーテル。
2. 前記電極対は、前記挿通部材の先端部に配置されることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
3. 前記電極対の少なくとも一方の電極は、前記挿通部材の長手方向に関し、前記注射針のベベル先端から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
4. 前記電極対は、複数組存在し、前記挿通部材の長手方向に関し、各組が離間して位置することを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
5. 複数組の前記電極対に含まれる電極の少なくとも１つは、前記挿通部材の長手方向に関し、前記注射針のベベル先端から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項４に記載のカテーテル。
6. 前記電極対の一方の電極は、前記挿通部材の先端部に位置し、前記電極対の他方の電極は、前記鞘部の先端部に位置することを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
7. 前記挿通部材の先端部に位置する前記電極は、前記挿通部材の長手方向に関し、前記注射針のベベル先端から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項６に記載のカテーテル。
8. 前記電極対は、複数組存在し、前記挿通部材の先端部に位置する複数の電極は、前記挿通部材の長手方向に関し、それぞれ離間して位置することを特徴とする請求項６に記載のカテーテル。
9. 前記挿通部材の先端部に位置する複数の前記電極の少なくとも１つは、前記挿通部材の長手方向に関し、前記注射針のベベル先端から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項８に記載のカテーテル。
10. 前記鞘部の先端部は、前記ルーメンに連通する貫通孔を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカテーテル。
11. 前記貫通孔は、前記鞘部の長手方向に関し、前記鞘部の先端部の端面から１ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項１０に記載のカテーテル。
12. 前記目的組織は、心臓であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のカテーテル。
13. 内部を延長するルーメンを有する鞘部と、前記鞘部のルーメンに摺動自在に配置され、前記鞘部の先端部から突出可能である先端部を有する挿通部材と、前記挿通部材の先端部に配置され、目的組織に治療用組成物を注入するための注射針と有し、経皮的に生体内腔に挿入されるカテーテルと、
    カテーテルの先端部に配置され、インピーダンスを測定するための電極対と、
    前記電極対から延長する導電体が接続され、前記電極対により測定されるインピーダンス値に基づいて、前記注射針による穿刺を検出するための穿刺検出装置と
    を有することを特徴とするカテーテルシステム。
14. 前記電極対の一方の電極は、前記電極対の他方の電極より、前記カテーテルの基端側に位置することを特徴とする請求項１３に記載のカテーテルシステム。
15. 請求項１に記載のカテーテルを用いて、治療用組成物を注入するための方法であって、
    前記カテーテルを生体内に挿入し、目的組織の近傍まで進めるステップと、
    前記電極対により測定されるインピーダンス値に基づいて、前記注射針を目的組織に穿刺し、前記注射針を経由して目的組織に、前記治療用組成物を注入するステップと
    を有することを特徴とする方法。
16. 前記治療用組成物を注入するステップは、
    前記電極対によってインピーダンスを測定しながら、前記鞘部に対して前記挿通部材を先端方向に移動させ、前記鞘部の先端部から前記注射針を突出させることで、目的組織を穿刺するステップと、
    測定されたインピーダンス値に変化が検出された後において、前記治療用組成物を、前記注射針を経由して目的組織に注入するステップと
    を有することを特徴とする請求項１５に記載の方法。

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