JP2006509547A - 血液動態パラメータをモニタリングおよび治療する方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
1. 発明の分野
本発明は、該して、医療用の装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、種々の診断手順および治療手順を実施するための多重伝送式エフェクタを有する医療装置に関する。
本願は、参照としてその全てが本明細書に組み入れられる、2002年12月11日に提出された米国特許仮出願第60/432,929号の優先権を主張するものである。本願は、本願と同時に提出され且つ参照としてその全てが本明細書に組み入れられる米国特許仮出願第60/_______号(代理人整理番号21308-000200US)と関連する。
心臓のマッピング、アブレーション、および/またはその他を目的とした、複数の電極を有するカテーテルは、米国特許第4,397,314号、同第4,603,705号、同第4,776,334号、同第4,815,472号、同第4,881,410号、同第5,113,868号、同第5,419,767号、同第5,509,411号、同第5,579,764号、同第5,591,142号、同第5,662,587号、同第5,924,997号、同第5,902,248号、同第6,033,398号、同第6,309,385号、ならびに米国公開公報 2002/0156417 A1およびUS 2002/0026183 A1に記載されている。米国特許第4,815,472号には、多重伝送能をもつ2本の共通リード線に永続的に結合された複数の固体センサを有するカテーテルが説明されている。米国特許第5,579,764号には、多重伝送式でない共通バスを有するマッピング・アブレーションカテーテルが説明されている。米国公開公報第2002/0156417号には、カテーテル内でデュアルリードバスに接続されたコンディショニング回路を有するMEMS検出モジュールが説明されている。
本発明は概して、多重伝送式の医療用キャリヤ装置およびシステム、ならびに多重伝送式キャリヤの構成方法および使用方法を提供する。多重伝送(multiplexedまたはmultiplexing)とは、一般的に、1つまたは複数の「遠隔」装置と信号の送受信を行い得る2つ以上のエフェクタをキャリヤが有していてもよいことを意味する。遠隔装置は、キャリヤ上であってもまたはキャリヤから離れていても、任意の位置にあってよい。典型的に、多重伝送式キャリヤ上の各エフェクタは、何らかの方法で遠隔装置による識別が可能である。例えば、エフェクタはアドレス指定可能であってもよく、または、信号を伝送する周波数および/もしくは時間などが互いに異なっていてもよい。少なくともいくつかの場合においては、デジタル式またはその他の外部コントローラまたは外部回路によりエフェクタなどを任意にパワー供給、作動、またはその他始動させるためデジタル式またはその他のスイッチング回路がエフェクタ部またはエフェクタ上に設けられたアドレス指定可能なエフェクタ、特にアドレス指定可能な電極およびその他のアクチュエータ(後に定義する)が好ましい。
本発明は、概して、種々の診断手順および/または治療手順を実施するための多重伝送式エフェクタを有する医療装置を提供する。本発明はまた、そのような装置の作製方法および使用方法も提供する。前述のように、多重伝送式医療用キャリヤ上の「エフェクタ」は、センサ、アクチュエータ、センサ/アクチュエータ、またはその他任意の好適な装置を含んでいてよく、且つ、キャリヤはいずれも1つもしくは複数のセンサ、アクチュエータ、または両者の組合せを含んでいてよい。いくつかの態様において、多重伝送式キャリヤは、その長さ方向に沿って1つまたは複数のエフェクタが配置された細長のカテーテルとして構成される。別の態様において、キャリヤは、その表面上にエフェクタが配置された平面として構成される。各エフェクタは個別に識別可能であり、1つのキャリヤ上の全てのエフェクタは、キャリヤの本体上にまたはより典型的にはキャリヤの本体内に配置された少なくとも2つの導体に接続される。
Claims (95)
- 以下を含む、多重伝送式医療用キャリヤであって、本体が、導体を取り付け、および、本体内または表面上の複数の位置に分布し個別に識別可能な少なくとも2つのエフェクタと導体とを電気的に接続するよう適合化される、多重伝送式医療用キャリヤ:
表面および少なくとも2つの管腔を有する本体;および
少なくとも2つの導体であって、各導体が本体の少なくとも一部分にわたって個別の管腔内に配置される導体。 - 本体の一部分が、本体の遠位部分を含む、請求項1記載のキャリヤ。
- 少なくとも2つの導体の各々が、導体と少なくとも2つのエフェクタとの電気接続が可能となるよう、導体の少なくとも一部にわたって絶縁解除される、請求項1記載のキャリヤ。
- 本体上に取り付けられ且つ導体に接続された複数のエフェクタをさらに含む、請求項1記載のキャリヤ。
- エフェクタのうち少なくともいくつかがトランスデューサおよびプロセッサを含み、プロセッサが識別可能である、請求項4記載のキャリヤ。
- トランスデューサが、センサを含む、請求項5記載のキャリヤ。
- センサが、圧力センサ、体積センサ、寸法センサ、温度センサもしくは熱センサ、酸素センサもしくは二酸化炭素センサ、導電率センサ、電位センサ、pHセンサ、化学センサ、流量センサ、光学センサ、音響センサ、ヘマトクリットセンサ、および粘稠度センサからなる群より選択される、請求項6記載のキャリヤ。
- トランスデューサが、アクチュエータを含む、請求項5記載のキャリヤ。
- アクチュエータが、電流または電圧の印加、電位の設定、生体電位の生成、心臓のペーシング、筋肉の刺激、1つまたは複数のニューロンの刺激、物質または領域の加熱、圧力変化の誘導、物質の放出または捕捉、発光、音エネルギーまたは超音波エネルギーの放出、および放射線の照射からなる群より選択される機能を実施する、請求項8記載のキャリヤ。
- トランスデューサが、センサおよびアクチュエータの両者を含む、請求項5記載のキャリヤ。
- エフェクタのうち少なくともいくつかが、トランスデューサおよび変換回路を含み、トランスデューサからの出力が、搬送周波数を用いてエンコードされて導体のうち1つに同報通信され、且つ、各エフェクタが、互いに異なる搬送周波数を使用する、請求項4記載のキャリヤ。
- エフェクタのうち少なくともいくつかが、トランスデューサおよび電子変換回路を含み、トランスデューサからの出力が、指定された時間インターバル中に導体のうち1つに同報通信され、且つ、各エフェクタが、互いに異なる時間インターバルを使用する、請求項4記載のキャリヤ。
- 少なくとも2つの導体がエフェクタに電気的に接続された3つの導体を含み、各導体が本体の少なくとも一部分にわたって個別の管腔内に配置される、請求項4記載のキャリヤ。
- 3つの導体が、アース用導体、パワー用導体、およびデータ用導体からなる、請求項14記載のキャリヤ。
- エフェクタが、本体の外面上に取り付けられる、請求項4〜14のいずれか一項記載のキャリヤ。
- エフェクタが、本体の内面上に取り付けられる、請求項4〜14のいずれか一項記載のキャリヤ。
- エフェクタが、本体の1つまたは複数の孔を介して導体と接触する、請求項4〜14のいずれか一項記載のキャリヤ。
- 少なくとも2つの管腔の各々の少なくとも一部の中に導電性材料が配置され、且つ、エフェクタが導電性材料との非結合性の接続を介して導体と接触する、請求項17記載のキャリヤ。
- 各導体が、少なくとも2つの管腔の各々の少なくとも一部の中に配置された導電性材料を含み、且つ、エフェクタが、非結合性の接続を介して導電性材料と接触する、請求項17記載のキャリヤ。
- 導電性材料が、ゲル、液体、ペースト、およびスラリーからなる群より選択される、請求項18および19のいずれか一項記載のキャリヤ。
- 導電性材料にパワーおよび信号を送達するために二極交流電流が用いられる、請求項18および19のいずれか一項記載のキャリヤ。
- 少なくとも2つの管腔の各々の少なくとも一部の中に導電性材料が配置され、且つ、エフェクタが導電性材料との非結合性の接続を介して導体と接触する、請求項17記載のキャリヤ。
- 導電性材料が、導電性のエポキシ、溶接、および導電性の共晶物からなる群より選択される、請求項22記載のキャリヤ。
- 信号の中心周波数が、約1000 Hz〜約10 MHzである、請求項23記載のキャリヤ。
- 信号の中心周波数が、約100 kHz〜約10 MHzである、請求項24記載のキャリヤ。
- 導電性材料との接触部が、少なくとも1つの電気不活性材料またはそのコーティングを含む、請求項18記載のキャリヤ。
- 導電性材料との接触部が、少なくとも1つの化学不活性材料またはそのコーティングを含む、請求項18記載のキャリヤ。
- 化学不活性材料が、白金、イリジウム、金、およびハフニウムからなる群より選択される、請求項27記載のキャリヤ。
- 本体が、血管に導入し且つこれに通すのに適した細長部分を含む、請求項4〜14のいずれか一項記載のキャリヤ。
- 導体が、細長部分上の遠位位置から近位位置まで軸方向にわたる、請求項29記載のキャリヤ。
- エフェクタが、カテーテル部分のある長さにわたって軸方向に離して配置される、請求項30記載のキャリヤ。
- 本体が、身体組織上に配置するのに適した平面を有する、請求項4〜14のいずれか一項記載のキャリヤ。
- 導体が、本体に接続された隣接平面上に配置される、請求項32記載のキャリヤ。
- 複数のアクチュエータを含む種類の改良された医療用キャリヤであって、改良が、少なくとも1つの共通導体により多重化される個別に識別可能なアクチュエータを含む医療用キャリヤ。
- アクチュエータのうち少なくともいくつかが、電気エネルギーを送達するための電極を含む、請求項34記載の改良された医療用キャリヤ。
- 各アクチュエータが、電流または電圧の印加、電位の設定、生体電位の生成、心臓のペーシング、物質または領域の加熱、圧力変化の誘導、物質の放出または捕捉、発光、音エネルギーまたは超音波エネルギーの放出、および放射線の照射からなる群より選択される機能を実施する、請求項34記載の改良された医療用キャリヤ。
- キャリヤが、血管内カテーテルまたは心臓内カテーテルを含む、請求項34〜36のいずれか一項記載の改良された医療用キャリヤ。
- キャリヤが、体内埋植可能なキャリヤを含む、請求項34〜36のいずれか一項記載の改良された医療用キャリヤ。
- 体内埋植可能なキャリヤが、心臓ペーシング用のリード線上に配置される、請求項38記載の改良された医療用キャリヤ。
- 複数のシステムを含む種類の改良された医療用キャリヤであって、改良が少なくとも1つの共通導体により多重化される個別に識別可能なシステムを含み、且つ、各システムが以下を含む医療用キャリヤ:
少なくとも1つのセンサ;
少なくとも1つのアクチュエータ;および
電気回路。 - 少なくとも1つのセンサが、圧力センサ、体積センサ、寸法センサ、温度センサまたは熱センサ、酸素センサまたは二酸化炭素センサ、導電率センサ、電位センサ、pHセンサ、化学センサ、流量センサ、光学センサ、音響センサ、ヘマトクリットセンサ、および粘稠度センサからなる群より選択される、請求項40記載のキャリヤ。
- 少なくとも1つのアクチュエータの各々が、電流または電圧の印加、電位の設定、生体電位の生成、心臓のペーシング、物質または領域の加熱、圧力変化の誘導、物質の放出または捕捉、発光、音エネルギーまたは超音波エネルギーの放出、および放射線の照射からなる群より選択される機能を実施する、請求項40記載のキャリヤ。
- 複数のシステムのうち少なくとも1つが、以下を含む、請求項40記載のキャリヤ:
電位を測定するための電極センサ;および
電気エネルギーを送達するための電極アクチュエータ。 - 以下を含むシステム:
個別に識別可能な複数のエフェクタがその表面上に分布した多重伝送式医療用キャリヤであって、エフェクタが少なくとも1つの共通導体によって多重化されるような医療用キャリヤ;および
共通導体を介してエフェクタに接続するのに適した多重伝送コントローラ。 - 多重伝送コントローラが、多重伝送式医療用キャリヤとの結線接続に適している、請求項44記載のシステム。
- 多重伝送コントローラが、多重伝送式医療用キャリヤとのワイヤレス接続に適している、請求項44記載のシステム。
- 多重伝送式医療用キャリヤと接続し且つ多重伝送コントローラとワイヤレス通信を行う体内埋植可能なデータ収集・伝送ユニットをさらに含む、請求項46記載のシステム。
- 医療用キャリヤを構成する方法であって、以下の段階を含む方法:
表面と少なくとも1つの導体とを有する本体を提供する段階;
個別に識別可能な少なくとも1つのエフェクタを表面上に選択的に取り付ける段階;および
少なくとも1つのエフェクタを、表面貫通を介して少なくとも1つの導体に電気的に接続する段階。 - 提供する段階が、心臓ペーシング用のリード線に接続された本体を提供する段階を含む、請求項48記載の方法。
- 提供する段階が、少なくとも2つの導体を有する本体を提供する段階を含み、各導体が本体の少なくとも一部分にわたって個別の管腔内に配置される導体である、請求項48記載の方法。
- 選択的に取り付ける段階が、個別に識別可能な少なくとも2つのエフェクタを表面上に取り付ける段階を含み、少なくとも2つのエフェクタが1つまたは複数の表面貫通を介して少なくとも2つの導体に電気的に接続される、請求項50記載の方法。
- 選択的に取り付ける段階が、少なくとも1つの導体を表面から露出させる段階および少なくとも1つのエフェクタの各々から少なくとも1つの導体までリード線を電気的に接続する段階を含む、請求項48記載の方法。
- エフェクタのうち少なくともいくつかがトランスデューサおよびプロセッサを含み、プロセッサが識別可能なプロセッサである、請求項48記載の方法。
- トランスデューサが、センサを含む、請求項53記載の方法。
- センサが、圧力センサ、体積センサ、寸法センサ、温度センサまたは熱センサ、酸素センサまたは二酸化炭素センサ、導電率センサ、電位センサ、pHセンサ、化学センサ、流量センサ、光学センサ、音響センサ、ヘマトクリットセンサ、および粘稠度センサからなる群より選択される、請求項54記載の方法。
- トランスデューサが、アクチュエータをさらに含む、請求項54記載の方法。
- トランスデューサが、アクチュエータを含む、請求項53記載の方法。
- アクチュエータが、電流または電圧の印加、電位の設定、物質または領域の加熱、圧力変化の誘導、物質の放出または捕捉、発光、音エネルギーまたは超音波エネルギーの放出、および放射線の照射からなる群より選択される機能を実施する、請求項56および57のいずれか一項記載の方法。
- エフェクタのうち少なくとも1つが、センサおよびアクチュエータの両者を含む、請求項48記載の方法。
- センサが、圧力センサ、体積センサ、寸法センサ、温度センサまたは熱センサ、酸素センサまたは二酸化炭素センサ、導電率センサ、電位センサ、pHセンサ、化学センサ、流量センサ、光学センサ、音響センサ、ヘマトクリットセンサ、および粘稠度センサからなる群より選択される、請求項59記載の方法。
- アクチュエータが、電流または電圧の印加、電位の設定、物質または領域の加熱、圧力変化の誘導、物質の放出または捕捉、発光、音エネルギーまたは超音波エネルギーの放出、および放射線の照射からなる群より選択される機能を実施する、請求項59記載の方法。
- 少なくとも1つのエフェクタの各々を電気的に接続する段階が、少なくとも1つのリード線を少なくとも1つの導体に接続する段階を含む、請求項48記載の方法。
- 少なくとも1つのエフェクタの各々を電気的に接続する段階が、少なくとも3つのリード線を本体の個別の管腔内に配置された少なくとも3つの導体に接続する段階を含む、請求項62記載の方法。
- エフェクタ上のアース用リード線、パワー用リード線、およびデータ用リード線が、本体内のアース用コネクタ、パワー用コネクタ、およびデータ用コネクタに接続される、請求項63記載の方法。
- 本体の少なくとも一部および取り付けられたエフェクタを封入材料で封入する段階をさらに含む、請求項48記載の方法。
- 複数のアクチュエータを含む種類の医療用キャリヤを構成するための改良された方法であって、改良が、少なくとも1つの共通導体により多重化される個別に識別可能なアクチュエータを提供する段階を含む方法。
- 複数のシステムを含む種類の医療用キャリヤを構成するための改良された方法であって、改良が、少なくとも1つの共通導体により多重化される個別に識別可能なシステムを提供する段階を含む方法。
- 各システムが、以下を含む、請求項67記載の方法:
少なくとも1つのセンサ;
少なくとも1つのアクチュエータ;および
電気回路。 - 患者から医療データを収集する方法であって、以下の段階を含む方法:
患者体内の並列導体上に存在する多重伝送センサのネットワークに呼掛け信号を送信する段階であって、以下を含む段階:
(a)ネットワーク内の第一のアドレス指定可能センサをアドレス指定してデータを取得する段階;および
(b)ネットワーク内の第二のアドレス指定可能センサをアドレス指定してデータを取得する段階。 - 呼掛け信号を送信する段階が、以下をさらに含む、請求項69記載の方法:
(c)ネットワーク内の第三のアドレス指定可能センサをアドレス指定してデータを取得する段階;および
(d)ネットワーク内の少なくとも第四のアドレス指定可能センサをアドレス指定してデータを取得する段階。 - 多重伝送センサのネットワーク内のセンサにネットワークを介してパワーを供給する段階をさらに含む、請求項69記載の方法。
- 取得されるデータが、圧力データ、体積データ、寸法データ、温度データ、酸素または二酸化炭素の濃度データ、タ、ヘマトクリットデータ、導電率データ、電位データ、pHデータ、化学データ、血流量データ、熱伝導率データ、光学特性データ、断面積データ、粘稠度データ、および放射データのうち少なくとも1つを含む、請求項69〜71のいずれか一項記載の方法。
- センサが、1つもしくは複数の血管内または心腔内に存在するカテーテル上に分布する、請求項72記載の方法。
- センサが、脳組織上またはその近傍に存在する平面上に分布する、請求項72記載の方法。
- センサが、尿路内に存在するカテーテル内に分布する、請求項72記載の方法。
- センサが、生殖器系の経路内に存在するカテーテル上に分布する、請求項72記載の方法。
- センサが、内視鏡手術部位の中に存在するカテーテル上に分布する、請求項72記載の方法。
- センサが、腹腔内に存在するカテーテル上に分布する、請求項72記載の方法。
- センサが、胃腸管内に存在するカテーテル上に分布する、請求項72記載の方法。
- センサが、骨近傍または関節腔内に存在するカテーテル上に分布する、請求項72記載の方法。
- 患者から医療データを収集する方法であって、以下の段階を含む方法:
検出されたデータが作動した各センサから伝送されるように、患者体内の並列導体上に存在する多重伝送センサのネットワークを作動させる段階;
伝送されたデータを受け取る段階;および
受け取られたデータを、各々が1つのセンサからのデータを含む複数のデータストリームに分割する段階。 - 作動した各センサが、互いに異なる搬送周波数でデータを伝送する、請求項81記載の方法。
- エネルギーまたは1つもしくは複数の物質を患者に送達する方法であって、アクチュエータのネットワーク内の少なくとも第一のアドレス指定可能アクチュエータをアドレス指定することにより第一のアクチュエータでエネルギーまたは物質を送達する段階を含む方法。
- 作動させる段階が、アクチュエータのネットワーク内の第二のアドレス指定可能アクチュエータをアドレス指定することにより第二のアクチュエータでエネルギーまたは物質を送達する段階をさらに含む、請求項83記載の方法。
- 作動させる段階が、以下の段階をさらに含む、請求項84記載の方法:
ネットワーク内の第三のアドレス指定可能アクチュエータをアドレス指定することによりアクチュエータでエネルギーまたは物質を送達する段階;および
ネットワーク内の少なくとも第四のアドレス指定可能アクチュエータをアドレス指定することによりアクチュエータでエネルギーまたは物質を送達する段階。 - 多重伝送アクチュエータのネットワーク内のアクチュエータにネットワークを介してパワーを供給する段階をさらに含む、請求項83記載の方法。
- アクチュエータが、電流または電圧の印加、電位の設定、物質または領域の加熱、圧力変化の誘導、物質の放出または捕捉、発光、音エネルギーまたは超音波エネルギーの放出、および放射線の照射からなる群より選択される機能を実施する、請求項83〜86のいずれか一項記載の方法。
- アクチュエータが、1つもしくは複数の血管内または心腔内に存在するカテーテル上に分布する、請求項83記載の方法。
- アクチュエータが、脳組織上またはその近傍に存在する平面上に分布する、請求項83記載の方法。
- アクチュエータが、尿路内に存在するカテーテル内に分布する、請求項83記載の方法。
- アクチュエータが、生殖器系の経路内に存在するカテーテル上に分布する、請求項83記載の方法。
- アクチュエータが、内視鏡手術部位の中に存在するカテーテル上に分布する、請求項83記載の方法。
- アクチュエータが、腹腔内に存在するカテーテル上に分布する、請求項83記載の方法。
- アクチュエータが、胃腸管内に存在するカテーテル上に分布する、請求項83記載の方法。
- アクチュエータが、骨近傍または関節腔内に存在するカテーテル上に分布する、請求項83記載の方法。
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