JP2004528889A - 超音波カテーテル薬剤移送方法及び装置 - Google Patents

超音波カテーテル薬剤移送方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】カテーテル薬剤移送用の改良された装置及び方法を提供する。
【解決手段】チェンバをもつ近位部分と遠位端をもち少なくとも１の内腔が該チャンバから該遠位端に至っているカテーテル、該チェンバと流体連通している少なくとも１の流体源、及び該カテーテルチェンバ内に共軸的に及んでいる遠位端をもつ超音波変換器からなり、且つ該変換器が該チェンバ中の流体に波動を誘発して液体及び／又は超音波エネルギーをカテーテル遠位端に移送する。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には医療機器及び方法に関する。より具体的には、本発明は血管及び肺領域又は他の体の内腔内に治療剤又はコントラスト剤を超音波を利用して移送する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療技術が大幅に進歩しているにもかかわらず、血管や肝の病気は、動脈の血栓症（動脈中の血塊）と同様、保健上コスト的にも治療上も種々の問題を残している。薬剤や中間機器やバイパス手術等の最近の治療方法は通常高価で常に有効というわけではなく、場合によっては更なる問題を生ずることさえある。たとえば、薬剤は有為なクロットをも溶かしうるし、中間機器は健康な組織に害を与えて致命的な出血合併症を起こしたり瘢痕を形成したり血管等の中に（再発狭窄症として知られるプロセス）重大な閉塞となりうる細胞の生長をもたらしたりする。
【０００３】
超音波エネルギーが薬剤の血管内移送効率を高め、クロットを音波でとかし、再発狭窄症を機構的に中断したり阻害したりするのに用いられている。このエネルギーは超音波で振動する表面を遠位端又はその近くにもつ特殊なカテーテルを用いて血管内を移送される。超音波カテーテル移送システムの１つのタイプはワイヤ又は他の軸的な伝達部材を用い患者の外側に位置する超音波エネルギー源から内部器官、所望の体の内腔に移送する。これらは
【特許文献１】
、
【特許文献２】
、
【特許文献３】
及び
【特許文献４】
等に開示されている。これらのカテーテルは剛く、狭くそして曲がりくねった血管には容易には挿入できず血管壁に重大な損傷をもたらしかねない。
【０００４】
第２にタイプのカテーテルは遠位端に直接取りつけた超音波変換器（トランスデューサ）であり、その例は
【特許文献５】
、
【特許文献６】
、
【特許文献７】
、
【特許文献８】
、
【特許文献９】
、
【特許文献１０】
及び
【特許文献１１】
に記載されている。安全性に優れまた全長にわたって移送部材を用いる必要がないという事実があるにもかかわらず、これらのカテーテルは超音波エネルギーが限定されておりまた変換器−カテーテルのデザインにも問題がある。
【０００５】
さらに別のタイプのカテーテルは遠位端に中央オリフィスをもつ超音波変換器又は超音波移送部材をもちそれによって液体中に超音波エネルギーを付与すると同時にそれを体の内腔内に移送するものである。これらの例は
【特許文献１２】
及び
【特許文献１３】
に記載されている。これらのカテーテルは効果的で液体移送が便利だが、デザイン上の困難性がありまた長さ方向の波からの超音波エネルギーに制限がある。
【特許文献１】
米国特許第５，００２，０５９号明細書
【特許文献２】
米国特許第５，３２４，２５５号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，３４５，９４０号明細書
【特許文献４】
米国特許第５，６９９，８０５号明細書
【特許文献５】
米国特許第５，３６２，３０９号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，３１８，０１４号明細書
【特許文献７】
米国特許第５，３１５，９９８号明細書
【特許文献８】
米国特許第５，２６９，２９１号明細書
【特許文献９】
米国特許第５，１９７，９４６号明細書
【特許文献１０】
米国特許第６，００１，０６９号明細書
【特許文献１１】
米国特許第６，０２４，７１８号明細書
【特許文献１２】
米国特許第５，７３５，８１１号明細書
【特許文献１３】
米国特許第５，１９７，９４６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的はカテーテル薬剤移送用の改良された方法及び装置を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、超音波エネルギーを用いるカテーテル薬剤移送用の改良された方法及び装置を提供することにある。
本発明のさらなる目的は、異なる薬剤を超音波で混合して所望の人の内腔に超音波で移送する方法及び装置を提供することにある。
本発明のさらなる目的は薬剤−液状溶液とガス（たとえば生理食塩水と酸素）を超音波で混合し、混合物を所望の人の内腔に超音波で移送する方法及び装置を提供することにある。
本発明のさらなる目的は薬剤は血管内領域及び／又は内腔に移送して凝血塊を溶解する方法及び装置を提供することにある。
本発明のさらなる目的はブロックされ狭くなった血管を超音波で処置する方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は治療剤又はコントラスト剤を血管及び肺その他の所望の人の内腔内に超音波で移送する装置及び方法に関する。超音波変換器チップと患者の体とを直接接触させる必要なしに、特に凝血塊を溶かすために、超音波を血管内領域、肺又は適宜の人の内腔内に適用する。
【０００８】
本発明のカテーテル系は、放射状表面と遠位端表面をもつ遠位チップをもつ超音波変換器をもつ。超音波変換器はカテーテル内の近位端に配され、変換器照射表面又はチップが超音波又はエネルギーを共軸的に液体を介してカテーテル内方向に向ける。長さ方向の超音波が変換器遠位端に隣接する液体内に波動を誘発する。本発明のカテーテル系は、人の内腔に移送した薬剤類の吸収を高めることを主目的としているが、超音波エネルギーを所望の部位に移送するのにも有効である。変換器照射表面又は変換器チップは超音波エネルギーをカテーテル内に照射するために、円筒状、平坦状、凹状、凸状、不規則状その他適宜の異なる形状をもちうる。
【０００９】
本発明のカテーテルは受器からポンプ又はシリンジで薬剤を運ぶため近位チューブをもちうる。このチューブは、照射表面の前又はうしろに位置しうる。
本発明の第１の態様では、超音波変換器又はチップがカテーテル本体の近位部分に配され、患者の体の外側に位置する。上記の近位部分から離れているカテーテルの部分は血管に挿入されるか又は内腔に取りつけられて薬剤を超音波で駆動するか超音波エネルギーを移送する。
【００１０】
本発明の第２の態様では、変換器がオリフィスをもたない。これは超音波エネルギーを血管又は内腔に十分に移送するのに極めて重要である。
本発明の第３の態様のカテーテル系は、カテーテルの外側にある超音波変換器とハウジング又はチップ管（ｎｏｄｅ）を介して機械的に結合しているカテーテル本体をもつ。このカテーテル本体は混合され超音波で移送される異なる薬剤（１以上の酸素等の異なるガスも含む）用の２以上のチューブ入口（スリーブ）をもちうる。
【００１１】
本発明のカテーテル系は薬剤を局所付与することが望まれる組織で接触を避けるべき組織に対し特に有効である。また本発明方法に用いる超音波は薬剤にエネルギーを付与し、凝血塊を溶かし、狭くブロックされた血管内に薬剤を浸透させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の方法及び装置は、凝血塊、悪疫その他の狭窄性障害の溶解又は破壊及び狭くなった血管の拡張を主目的とするような内腔状態の処置、特に冠状及び血栓症の処置のための方法及び装置である。本発明の方法及び装置はまた凝血塊その他の狭窄性物質の破壊に主に応答しうる薬剤の効果を高めるのに有効である。超音波エネルギーは狭窄性物質への薬剤の浸透を刺激し、促進する。
薬剤の移送と薬剤を通しての超音波エネルギーの移送により、本発明の方法及び装置は尿道、尿管、ファロピオ管等の他の人の内腔の処置又は前立腺に関連する泌尿器系疾患（ＢＨＰ）の処置、さらには性的器管、尿道等を超音波で刺激する不能症の処置にも有効である。
【００１３】
本発明はまた肺、脈管系、血管神経症及び腫瘍の処置用の標的又は局所薬剤移送用にも有効である。また本発明はバクテリア細胞を破壊して健康な組織細胞を刺激することによって、フィスチル、管その他の閉じた創傷の処置にも極めて有効である。
【００１４】
以下、図面を用いて本発明を説明する。
図１は超音波カテーテル薬剤移送システム２の説明図であり、これは超音波発生器４、超音波発生器４と変換器８を操作的に連結するコネクタ６、変換器８を囲むハウジング１０、及び薬剤１８を含有するチェンバ１６をもつ近位部分１４をもつカテーテル１２をもつ。変換器８は放射状表面２２と遠位照射表面２４をもつ。チェンバ１６はチューブ２６を介して流体源２８と流体連通しており、カテーテル遠位端３４に至るカテーテル１２の遠位部分３２の少なくとも１の内腔３０と直接流体連通している。流体源２８はたとえば圧力ポンプ又はシリンジをもつ受器でありうる。
【００１５】
カテーテル近位部分１４の近位セクション３６はハウジング１０と密封係合している。好ましくは、近位セクション３６の内側表面３８はハウジング１０の外側表面４４上の相互ネジ４２と係合するネジ４０をもつ。この構造により遠位照射表面２４とチェンバ１６の遠位端４６の間の距離をかえることが可能となり、超音波圧力とエネルギーレベルを調節できる。照射表面２２は滑らかでも実質的に滑らかでもよいが、たとえばリング、ネジ、とげ状等の滑らかでない表面が好ましく、それによりカテーテル１２内により大きな超音波圧力を形成しうる。
【００１６】
図１に示す本発明の態様では、予め選択した周波数の超音波エネルギーが移送部材として薬剤等の流体を伴ってカテーテル１０を通って送られる。超音波エネルギーは薬剤１８を通過してカテーテル遠位端３４に至る。カテーテル１２は適用部位等に応じ一般的に知られた剛性材料や可塑性材料からつくられうる。カテーテルを蛇行性の血管分布に挿入したりカテーテル遠位端３４を血管やフィステル等に取りつける場合には可撓性材料でカテーテル１２をつくることが望ましい。
【００１７】
図２に示す本発明の第２の態様では、変換器５０がカテーテル５６の近位部分５４の近位セクション５２に固定して、操作的に取りはずし可能に取りつけられている。変換器５０は放射状表面６０と遠位照射表面６２をもつチップ５８をもつ。カテーテル近位部分５４は２つの流体源６８、７０の各々と内腔７２、７４を通してそれぞれ流体連通している薬剤６６をもつ。流体源６８、７０は超音波で混合され内腔７６を通ってカテーテル遠位端７８に移送される２以上の流体、たとえば生理食塩水又は酸素等の液体又はガス、を提供しうる。
【００１８】
図３は本発明のカテーテルの近位端の半断表面であり、３つの流体源８０がそれぞれ内腔８２を介してカテーテル近位セクション８６のチェンバ８４と流体連通している。変換器（図示せず）の遠位照射表面８８はチェンバ８４内に位置する。
【００１９】
図４において、コネクタ１１０が、放射状表面１１６と遠位端表面１１８をもつチップ１１４をもつ変換器１１２をもつ超音波発生器（図示せず）と操作的に連結している。カテーテル１２０は薬剤１２６を含有するチェンバ１２４をもつ近位部分１２２をもつ。チェンバ１２４はチューブ１３０を介して流体源と流体連結しておりまたカテーテル遠位端１４０に至るカテーテル１２０の遠位部分１３６の少なくとも１の内腔１３４に直接流体連結している。流体源１３２はたとえばポンプ又はシリンジをもつ受器でありうる。
【００２０】
カテーテル近位部分１２２の近位セクション１４２は放射状表面１１６と密封係合している。チェンバ１２４は節１４４等の機械的共鳴節で超音波変換器遠位チップ１１４に取りつけられている。チェンバ１２４が共鳴節と接続していない（機械的節のすこし前又はすこしうしろのいずれかで）場合は、遠位端１４０における超音波エネルギーの強さは弱められ、超音波（エネルギー）はチェンバ１２６の壁に運ばれてチェンバ１２６構造を損傷してもれの原因となりうる。
【００２１】
図５に示す本発明の態様では、放射状表面１５６と遠位端表面１５８をもつ遠位チップ１５４をもつ変換器１５２をもつ超音波発生器（図示せず）にコネクタ１５０が操作的に連結している。カテーテル１６９は薬剤１６６を含有するチェンバ１６４をもつ近位部分１６２をもつ。
変換器遠位チップ１５４は中央オリフィス１７０をもつ。チェンバ１６４は中央オリフィス１７０を介して少なくとも１の流体源１７２と流体連結しており、オリフィス１７０は平坦、波状、リング状、溝状、ネジ状等の形状でありうると共に、チューブ１７６内に注入用内腔１７４をもつ。チェンバ１６４はまた遠位端１８４に至るカテーテル１６０の遠位部分１８２内の内腔と流体連通している。リング状やネジ状等の滑らかでないオリフィス表面がチェンバ１６４内の液体の圧力を増加する。
【００２２】
チェンバ１６４は、節１９０等の機械的共鳴節で超音波変換器遠位チップ１５８に取りつけられている。
これらのカテーテル系は周知の材料でつくりうる。変換器とカテーテルチェンバは適宜の金属又はポリマー材料から好ましくつくられる。最も好ましくは変換器遠位チップはチタンやニチノール等の金属からつくられる。
【００２３】
上記したように本発明の装置は１以上の液体又はガス状物質をカテーテル遠位端に移送しうる。これらの物質の非限定的な例としては抗菌剤又は防腐剤、生理食塩水、油、水、酸素、抗凝血剤、たとえばへパリン又はクマジン、さらには液体ポリマー状薬剤や２以上のこれらの混合物がある。
遠位照射表面は一定の変調又はパルス化周波数で駆動されうる。また遠位照射表面は正弦波、方形、てい形又は三角形の波形で駆動されうる。また変換器は１０ｋＨｚから１０，０００ＭＨｚの周波数で操作しうる。
【００２４】
以上本発明を好ましい態様を例に説明したが、本発明はこれらに制限されるものではなく、適宜の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明で用いるための超音波カテーテル薬剤移送系の部分断面概略図。
【図２】２つの平行配置スリーブをもつ本発明の超音波カテーテル系チェンバの横断面概略図。
【図３】周辺は位置した３つのスリーブをもつ本発明の超音波カテーテル系チェンバの正面概略図。
【図４】チップを介して超音波変換器と機械的に結合したカテーテル系チェンバの横断面概略図。
【図５】超音波チップの中央オリフィスを介して薬剤をカテーテル本体又はチェンバに移送するための超音波薬剤移送系の横断面概略図。
【符号の説明】
【００２６】
２ 超音波カテーテル薬剤の移送システム
４ 超音波発生器
６ コネクタ
８ 変換器
１０ ハウジング
１２ カテーテル
１４ 近位部分
１６ チェンバ
１８ 薬剤
２０ チップ
２４ 遠位照射表面
２６ チューブ
２８ 流体源
３０ 内腔
３２ カテーテルの遠位部分
３４ カテーテルの遠位端
３６ 近位セクション
３８ 近位セクションの内側表面
４０，４２ ネジ
４４ ハウジングの外側表面
４６ チェンバの遠位端
５０ 変換器
５８ チップ
６４ チェンバ
６６ 薬剤
６８，７０ 流体源

Claims (32)

  1. チェンバをもつ近位部分と遠位端をもち少なくとも１の内腔が該チャンバから該遠位端に至っているカテーテル、該チェンバと流体連通している少なくとも１の流体源、及び該カテーテルチェンバ内に共軸的に及んでいる遠位端をもつ超音波変換器からなり、且つ該変換器が該チェンバ中の流体に波動を誘発して液体及び／又は超音波エネルギーをカテーテル遠位端に移送するようにしてなることを特徴とする超音波薬剤移送用カテーテル系。
  2. 変換器遠位端がチェンバ内に共軸的に位置する請求項１のカテーテル系。
  3. 波動が変換器遠位端と隣接する流体に誘発される請求項１のカテーテル系。
  4. 液体及び超音波エネルギーが同時にカテーテル遠位端に移送される請求項１のカテーテル系。
  5. ２つの流体源をもつ請求項１のカテーテル系。
  6. 変換器遠位端が少なくとも１の流体源及び該チェンバと流体連通しているオリフィスをもつ請求項１のカテーテル系。
  7. オリフィスの表面が滑らかでない請求項６のカテーテル系。
  8. オリフィスの表面がリング状、スロット状、波状、溝状又はネジ状である請求項７のカテーテル系。
  9. 少なくとも２つの流体源をもち、これら流体源からの流体をオリフィスで混合する請求項６のカテーテル系。
  10. 変換器が約１０ｋＨｚから１０３ＭＨｚの周波数で操作可能である請求項１のカテーテル系。
  11. 変換器遠位端が放射状表面と遠位照射表面をもつ請求項１のカテーテル系。
  12. 放射状表面が滑らかでない請求項１１のカテーテル系。
  13. 放射状表面がリング状、スロット状、波状、溝状又はネジ状である請求項１２のカテーテル系。
  14. 遠位照射表面が、平坦状、円錐状、卵状、円状、半球状、四角状又は方形状である請求項１１のカテーテル系。
  15. 流体が治療用薬剤である請求項１のカテーテル系。
  16. 超音波変換器がカテーテルの近位部分に接続している請求項１のカテーテル系。
  17. 超音波変換器の遠位端がカテーテルの近位部分に接続している請求項１のカテーテル系。
  18. 超音波変換器又はその遠位チップがカテーテル本体の前又は後方向に可動的であり超音波圧力及び／又は移送超音波エネルギーレベルを変えうる請求項１のカテーテル系。
  19. 少なくとも１の内腔をもつカテーテルを用意し、カテーテルの近位端と結合可能でそこから超音波エネルギーを放出可能な遠位照射表面をもつ変換器を用意し、カテーテルの近位端内に少なくとも１の液体を導入し、そして放出された超音波エネルギーを少なくとも１の内腔及び液体を通して体の内部領域に移送して体の内部領域を超音波エネルギーで処置することを特徴とする体の内部領域を超音波で処置する方法。
  20. 変換量が１０ｋＨｚから１０，０００ＭＨｚの周波数で操作される請求項１９の方法。
  21. 液体が抗菌剤、防腐剤、生理食塩水、油、抗凝血剤及び水からなる群から選ばれる１以上の成分からなる請求項１９の方法。
  22. 放出された超音波エネルギーを体の内部領域に移送する工程が体内に治療効果をもたらし、この治療効果が体の内腔内の狭窄の量の低下による血流の増加、細胞生長の刺激、泌尿器系疾患の緩和及び性不能症の治療からなる群から選ばれる請求項１９の方法。
  23. 変換器が一定のパルス比又は変調周波数によって駆動され、変換器の駆動波形が正弦波、方形、てい形及び三角形のいずれかの波形である請求項１９の方法。
  24. さらに放出された超音波エネルギーの少なくとも１の特性を調節するためにカテーテルの近位端内で遠位照射表面を移動する工程をもつ請求項１９の方法。
  25. さらに液体と混合して体の内部領域に移送するためにカテーテルの近位端内にガスを導入する工程を含む請求項１９の方法。
  26. 液体が対応する流体源からカテーテルの近位端に導入され、この対応する流体源が受器又はシリンジである請求項１９の方法。
  27. さらに遠位照射表面をカテーテルの近位端内に密封係合する工程を含む請求項１９の方法。
  28. 少なくとも１の内腔をもつカテーテル、該カテーテルの近位端と結合して超音波エネルギーを放出するための遠位照射表面をもつ変換器、及びカテーテルの近位端内に少なくとも１の液体を導入するための手段をもち、放出された超音波エネルギーが超音波エネルギーで体の内部領域を処置するために少なくとも１の内腔と液体を介して体の内部領域に移送されることを特徴とする体の内部領域を超音波で処置するためのカテーテル系。
  29. 変換器が１０ｋＨｚから１０，０００ＭＨｚの周波数で操作される請求項２８のカテーテル系。
  30. さらに放出された超音波エネルギーの少なくとも１の特性を調節するためにカテーテルの近位端内で遠位照射表面を移動する手段をもつ請求項２８のカテーテル系。
  31. さらに液体と混合し体の内部領域に移送させるためにカテーテルの近位端内にガスを導入する手段をもつ請求項２８のカテーテル系。
  32. さらに遠位照射表面をカテーテルの近位端内に密封係合する手段をもつ請求項２８のカテーテル系。
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