JP2011115614A - 超音波映像カテーテル - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、超音波映像のための装置を提供する。
【解決手段】脈管内超音波映像カテーテルが提供され、ここで、フレキシブル回路が、このカテーテルの遠位端に設置された変換器アレイに電気的に接続されており、このフレキシブル回路の一部が、この回路のフレキシビリティを増強するために、このカテーテルの周囲に螺旋状に巻かれている。このカテーテルは、バルーンカテーテルであり得、これはまた、このバルーンに設置されるステントを備え得、このステントは、このバルーンカテーテルによって患者の脈管系内の標的領域にこのステントが送達された後に、この患者の血流中に溶出または洗浄されるよう設計された、1種以上の薬物を運ぶ。
【選択図】図1

Description

本発明は、バルーンデバイスと組み合わせられるカテーテルを備える、超音波映像カテーテルに関する。
超音波変換器アレイがカテーテルの遠位端に設置されたカテーテルは、公知である。例は、本出願人の英国特許第2 208 138号;同第2 212 267号;同第2 233 094号;および同第2 246 632号に開示されている配置である。
患者の動脈内のプラークをその動脈の壁の内部に戻して押し付け(血管形成術として公知の手順)、この動脈の管腔の断面を増加させるために拡張され得るバルーンを取り付けられたカテーテルもまた、周知である。
本出願人の公開された英国特許第2 325 020号において、カテーテルの遠位端またはその近くの超音波アレイの、このカテーテルの遠位端またはその近くに同様に備えられるバルーン配置と組み合わせた組み合わせを有するカテーテルが、開示されている。本出願人の英国特許第2 287 375号に開示される配置を用いて、この超音波映像システムは、多重化配置(これもまた、このカテーテルに、その遠位端またはその近くで設置される)を備える。本明細書もまた、変換器/多重器配置を製造する方法を開示し、この方法は、最初に平坦な構造でこの配置を製造する工程、次いでこの配置を円筒形の円形断面の構造に巻く工程を包含する。この変換器アレイおよび多重器の配置は、互いから一次的には隔離されているが、電気的には、フレキシブル回路と称されるものによって相互接続されている。この変換器アレイは、多重器配置と同様に、その最終構造は円筒形であり、多重器配置は、代表的に、円筒形の箱セクションに配置された4つの多重器ユニットからなる。
本発明が関連するカテーテルは、代表的に、外径が約1ミリメートルである。このカテーテルがまた、血管形成バルーンを組み込み、そしてこのバルーンは、膨張する場合には、代表的に、3ミリメートルの外径を有し得る。
以前には単独でかまたはバルーン配置(これは、以前にはより小さな外径を有するカテーテルにおいて記載された)と組み合わせてかのいずれかで記載された、超音波映像配置を提供し得ることの必要性が、存在する。より具体的には、当該分野において、カテーテルの直径は、「フレンチ(Fr)」として公知の単位に換算して表され、そして本発明は、2.4〜2.9フレンチの組み合わせカテーテルと共に使用するために適した、組み合わせ超音波映像システム/バルーンカテーテル配置を提供することに関する(1フレンチは0.013インチに等しい)。
ステントが、バルーンに予め設置され、そしてこのステントが外れないように堅固に付着され得ることが、必要とされる。
組み合わせカテーテルが、6フレンチのガイドカテーテルおよび7ミリメートルの曲げ半径を有する血管を円滑にうまく通ること、そしてこのカテーテルが、変換器に付随する電気回路構造および構成要素を損傷することなく、このように通ることが、必要とされる。
以下の要件/制限は、超音波変換器アレイ、付随する多重器配置、バルーンおよびこのバルーンに挿入されるステントを有するカテーテルを設計する場合に、適用される:
a)このバルーンは、このカテーテルの可視化の視点から遠位の端において、超音波アレイの近くである必要がある;
b)この多重器は、多重器と超音波アレイとの間の電気的接続の長さを最小にし、そしてこのカテーテルの遠位チップの剛性を増強するために、超音波アレイの近くである必要がある;
c)b)の要件に従うように多重器をバルーンの内部に配置することは、この多重器が、このバルーンを膨張させるために使用される生理食塩水溶液から電気的に絶縁されている必要があるということである;
d)このステントは、このステントが外れることができず、そしてバルーンの膨張によって容易に拡張され得るように、このバルーンの外側に堅固に設置される必要がある;
e)このステントをバルーンの外側に固定するための1つの方法は、このステントを適所に圧着することである;
f)ステントをバルーンの周囲に圧着することによって、このバルーンおよびそれに含まれるあらゆるものへの損傷を引き起こし得る。
本発明は、カテーテルを、これらの相反する設計要件が十分に適合されるような様式で設計することに関する。
本発明の第一の局面によれば、上記第一の局面に詳述するカテーテルバルーンは、多重器ユニットが変換器から長手方向に離れており、そしてバルーンデバイスが、最も遠位の多重器と変換器との間に位置することを特徴とする。
本発明の第二の局面によれば、複数の多重器ユニットを備える超音波変換器を有するカテーテルは、これらの多重器ユニットが、このカテーテルの長さに沿って互いから長手方向に離れていることを特徴とする。このカテーテルはまた、バルーンデバイスを備え得る。
本発明の第三の局面によれば、カテーテルは、その遠位端またはその近くに位置する超音波変換器配置を有し、この配置は、フレキシブル回路を備え、この回路を通して、電力がこの変換器アレイに供給され得、このカテーテルは、このフレキシブル回路が、この回路のフレキシビリティ、およびこのカテーテルが非直線経路(例えば、患者の動脈)に沿って移動する場合にこの回路が屈曲に適応する能力を増強するよう構築された、少なくとも1つの螺旋状に巻かれたセクションを組み込むことを特徴とする。このカテーテルはまた、バルーンデバイスを備え得る。
本発明の第四の局面によれば、上記第一の局面に詳述されるカテーテル配置は、フレキシブル回路が、長手方向に間隔を空けた隣接する多重器ユニット間に存在することを特徴とし、これらのフレキシブル回路は、これらがそのフレキシビリティ、およびカテーテルアセンブリ全体が屈曲の結果として損傷が引き起こされることなしに非直線経路内の屈曲をうまく通る能力を増強するために、螺旋状に巻かれていることを特徴とする。
本発明の第五の局面によれば、膨張可能なバルーンデバイス、超音波変換器アレイ、およびこの変換器アレイに電流を供給するよう適合されたフレキシブル電気回路を備えるカテーテルは、このフレキシブル回路の少なくとも一部がこのバルーンデバイスの内部に位置すること、および使用の際に、この部分がこのバルーンデバイスに導入される膨張流体に直接曝される(すなわち、回路のこの部分は、保護チューブ内に収容されておらず、浸漬される場合に機能するよう絶縁されている)ことを特徴とする。
本発明の第六の局面によれば、ステントが、バルーンの上に圧着され、その結果、この圧着力は、多重器および変換器を損傷せず、そして螺旋状のフレキシブル回路は、このステントが圧着される最小の直径を制限する。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1) 超音波映像のための装置であって、該装置は、以下:
遠位領域を有するカテーテル;
該遠位領域に配置された、超音波変換器アレイ;および
該変換器アレイに電気的に接続された、該アレイに電力を供給するための、フレキシブル回路、
を備え、ここで、該フレキシブル回路の少なくとも一部が、該カテーテルの周囲で螺旋状に巻かれている、装置。
(項目2) 上記カテーテルの周囲で螺旋状に巻かれている、上記フレキシブル回路の部分が、該カテーテルが非直線経路に沿って移動する場合に該回路のフレキシビリティを増強するよう適合されている、項目1に記載の装置。
(項目3) 上記カテーテルの周囲で螺旋状に巻かれている、上記フレキシブル回路の部分が、該カテーテルが非直線経路に沿って移動する場合に該回路の屈曲に適応するよう適合されている、項目1に記載の装置。
(項目4) 上記フレキシブル回路が絶縁されている、項目1に記載の装置。
(項目5) 上記装置が、約3Fr未満の最大外径を有する、項目1に記載の装置。
(項目6) 上記装置が、6Fr程度に小さなガイドカテーテル内に配置され得るよう適合されている、項目1に記載の装置。
(項目7) 上記カテーテルに接続された映像システムをさらに備える、項目1に記載の装置。
(項目8) 上記変換器アレイの近位の上記フレキシブル回路に電気的に接続された、複数の多重器ユニットをさらに備える、項目1に記載の装置。
(項目9) 上記フレキシブル回路の螺旋状に巻かれた部分が、上記超音波変換器アレイと上記多重器ユニットとの間で上記カテーテルの周囲で螺旋状に巻かれる、項目8に記載の装置。
(項目10) 上記多重器ユニットが、互いに対して、上記カテーテルの長さに沿って長手方向に間隔を空けている、項目8に記載の装置。
(項目11) 上記フレキシブル回路が、上記多重器ユニット間で、上記カテーテルの周囲で螺旋状に巻かれている、項目10に記載の装置。
(項目12) 上記カテーテルに接続された拡張可能なバルーンをさらに備える、項目1に記載の装置。
(項目13) 上記バルーンが、上記変換器アレイの近位で上記カテーテルに接続されている、項目12に記載の装置。
(項目14) 上記バルーンの近位で上記フレキシブル回路に電気的に接続されている、複数の多重器ユニットをさらに備える、項目13に記載の装置。
(項目15) 上記フレキシブル回路の螺旋状に巻かれた部分が、上記超音波変換器アレイと上記多重器ユニットとの間で、上記カテーテルの周囲で巻かれている、項目14に記載の装置。
(項目16) 上記バルーンの周囲に同軸状に配置されたステントをさらに備える、項目12に記載の装置。
(項目17) 上記ステントが上記バルーンに圧着されている、項目16に記載の装置。
(項目18) 上記フレキシブル回路の螺旋状に巻かれた部分が、上記ステントが圧着され得る最小直径を制限するよう適合されている、項目17に記載の装置。
(項目19) 上記フレキシブル回路の一部が、上記バルーンの内部に配置されている、項目12に記載の装置。
(項目20) 上記フレキシブル回路の螺旋状に巻かれた部分が、上記バルーンの内部に配置されている、項目19に記載の装置。
(項目21) 上記バルーンの内部に配置された上記フレキシブル回路の部分が、該バルーンに導入される膨張媒体に曝されるよう適合されている、項目19に記載の装置。
(項目22) 上記バルーンの内部に配置された上記フレキシブル回路の部分が、絶縁されている、項目19に記載の装置。
(項目23) バルーンとステントとを含むカテーテルであって、該ステントは、該カテーテルに予め設置され、該ステントは、薬物を運び、該薬物は、該ステントが患者の標的位置に配置された場合に、該ステントから該患者の血流内へと溶出または洗浄するよう適合されている、カテーテル。
(項目24) 上記薬物が、コーティングとして上記ステントに塗布されている、項目23に記載のカテーテル。
(項目25) 上記薬物が、上記ステントに形成された隙間に装填されている、項目23に記載のカテーテル。
(項目26) 上記ステントが、血管拡張を引き起こす特徴を有する薬物を運ぶ、項目23〜25のいずれか1項に記載のカテーテル。
(項目27) 上記ステントが、炎症の阻害、免疫抑制、内皮細胞増殖の促進、および細胞移動の阻害を引き起こすよう第2の薬物を運ぶ、項目23〜26のいずれか1項に記載のカテーテル。
(項目28) 上記ステントが、細胞増殖の阻害を引き起こす第3の薬物を運ぶ、項目23〜27のいずれか1項に記載のカテーテル。
(項目29) 上記項目のいずれかに記載のカテーテルを製造する方法であって、ここで、上記変換器アレイおよび多重化配置が、まず平坦な構造に作製され、次いで円筒形の構造に形成される、方法。
本発明がどのように実施され得るかを、ここで例示のみによって、そして添付の図面を参照して説明する。
図1は、本発明を組み込む組み合わせカテーテルの概略図である。 図2は、図1に示す全体の配置の一部を形成するバルーンデバイス、超音波変換器アレイおよび付随する多重器配置を示す、より大きな尺度での部分図である。 図3は、遠位端に内側本体および外側本体を有するカテーテルを出るガイドワイヤを示す、拡大した尺度での側面立面部分図である。 図4は、それぞれ図1および3の線A−A、B−B、C−C、D−DおよびE−Eでとった、5つの断面図である図4A、4B、4C、4Dおよび4Eを含む。 図5は、変換器アレイをバルーンデバイスの遠位端に隣接して備えるカテーテルの部分を示す、拡大した縮尺での断面立面図であり、バルーンと変換器との両方が、カテーテル自体の遠位端またはその近くに位置している。 図6は、図6Aおよび図6Bを含み、図6Aは、平坦な状態にある場合の変換器アレイ、フレキシブル回路および多重器を備えるカテーテルの一部を示し、そして図6Bは、これらの配置が巻かれた状態にある場合を示す。 図7は、本発明による、薬物を装填したステントの拡大斜視図である。
(図1)
図1は、本発明が適用される、カテーテル配置全体の概略図である。
詳細な構成は、図面の他の図に示されており、これらの図において、同じ参照番号は、同じかまたは均等な要素を示すために使用されている。
図1において、一般に1で示されるカテーテルは、その遠位端Aにおいて、バルーンユニット2および超音波環状変換器アレイ3の組み合わせを備え、このカテーテルの最先の遠位端は、軟質チップ4を備える。
変換器アレイ3には、5で示される多重化配置が付随している。
カテーテルの近位端Bには、バルーン膨張ポート6が備えられ、このポートによって、流体(代表的には、生理食塩水溶液19)が、このバルーンを公知の様式で膨張させるために、このカテーテルを通してバルーン2へと導入され得る。
近位端Bにはまた、コネクタ7および付随する歪み解放デバイス8が備えられており、このコネクタによって、このカテーテルの近位端Bは、カテーテルインターフェースモジュール(CIM)、および従って電子映像システムに接続され得る。
カテーテルの長さに沿った中間点において、このカテーテルは、不透明マーカー9を備え、臨床医がX線装置を使用して、患者の動脈内でカテーテルを見ることができるように補助する。
超音波変換器アレイ3は、カテーテルの長さに沿って延びるリボンケーブル22によって電力を供給され、このリボンケーブルの近位端は、電源および制御配置(図示せず)に接続されており、このリボンケーブル自体は、本発明の部分ではない。
多重化配置5は、複数(この場合には、4つ)の多重化ユニットからなり、この多重化ユニットの機能的目的は、電気リード線の数を減らすことである。このリード線は、数を減らさなければ、変換器アレイ3の多数の変換器素子にエネルギーを付与するために、カテーテルの長さに沿って提供されなければならない。
代表的に、素子の数は、64である。多重化配置を有することによって、電気リード線の数は、有意に減少され得る。このような多重化配置の提供は、公知である。
本発明は、多重化配置および付随するフレキシブル回路の構造および構築、ならびにこのフレキシブル回路に対するバルーンデバイスの関係に関する。
本発明によれば、個々の多重化ユニット5a、5b、5cおよび5dは、図1に示すように、カテーテルの長さによって互いから長手方向に間隔を空けており、この長手方向の間隔は、「S」で表されている。
図1の配置において、長手方向に間隔を空けた多重化ユニット5は、バルーンデバイス2のすぐ近位に位置し、このバルーンデバイスは次に、超音波変換器アレイ3の近位に位置する。
このバルーンには、任意のステント102が設置され、このステントは、このバルーンに圧着されている。螺旋状のフレキシブル回路12は、このステントの圧着の制限として働く。圧着の操作は、力の付与を包含し、この力は、制限されなければ内部の構成要素を損傷するが、この設計においては、これらの構成要素はステント領域の外側にある。
このカテーテルのこの遠位端の構成は、図2〜5にさらに詳細に示される。
(図2〜5)
超音波変換器アレイ3は、円筒形の構造に配置された64の個々の変換器素子からなり、これらの素子は、近位リング24と遠位リング25との間に収容される(図2)。多重器ユニット5a、5b、5cおよび5dは、12で示されるフレキシブル回路によって、変換器アレイ3に電気的に接続されている。
フレキシブル回路12は、螺旋状の構造に配置されており、そして変換器アレイ3から多重器ユニット5へと、バルーンデバイス2を通って通過する。
バルーンデバイス2は、可撓性な拡張可能なバルーンエンベロープ13を備え、このエンベロープは、14および15において、カテーテルに密着される。
バルーンユニット2の内側を通過する、フレキシブル回路12の部分は、ParyleneTM(Speciality Coatings Ltd,Northampton)のような防水コーティングで絶縁されており、そしてバルーンエンベロープ13を膨張させるために使用される流体(代表的には、生理食塩水溶液19)に曝される。すなわち、バルーンエンベロープ13の内部にあるフレキシブル回路12の部分は、いかなる保護チューブ内にも収容されない。
カテーテルの遠位端において、カテーテル1は、内側の本体またはチューブ16および外側の本体またはチューブ17からなる。
このカテーテルは、金属製のガイドワイヤ18(図3を参照のこと)がまず患者の動脈に挿入された後に、この動脈内に挿入される。次いで、このカテーテルは、実際に、このガイドワイヤに沿って移動し、このカテーテルの遠位端を患者の内部の標的領域に運ぶ。
より具体的には、このカテーテルは、臨床医によってガイドワイヤ18の近位端に装填され、この臨床医が、内側本体16をこのガイドワイヤの近位端の上で押し、次いでこのガイドワイヤに沿って、カテーテルを供給する。この供給操作が起こるにつれて、ガイドワイヤ18は実際に、図3において20で示されるガイドワイヤ出口においてこのカテーテルの外側に出る。このガイドワイヤ出口20は、内側本体16の端部によって形成される。
外側本体17の近位端は、カテーテルの外側チューブ1aに密着して固定されており、この外側チューブは、代表的にはステンレス鋼製の皮下注射針(hypodermic)である内側チューブ1bを収容しており、チューブ1aおよび1bは、カテーテル1の長さに沿って、Yコネクタ101まで延びる。
スタイレット21として公知の、テーパ状の金属部材またはワイヤは、図3に示されるように、内側チューブ1bの遠位端から、内側本体16と外側本体との間の空間内まで延びる。スタイレット21の目的は、ガイドワイヤ出口ポートのための支持を提供することであり、この出口ポートは、支持を提供されなければ、ねじれる傾向がある。
(図4)
図4は、図4A、4B、4C、4Dおよび4Eからなり、これらの図は、それぞれ図3における線G3、G2、G1、ならびに図1におけるFおよびEでとった断面である。
これらの断面から見られ得るように、リボンケーブル22は、多数の電気リード線からなり、これらのリード線は、その長さの大部分にわたって、一緒に成形されて、図4A、4Bおよび4Cに示されるユニットを形成する。しかし、リボンケーブルの種々の構成要素が4つの多重器ユニット5に電気的に接続することが必要である点においては、リボンケーブル22は、図4Dに示すように、不連続なリード線に分離する。次いで、これらのリード線は、フレキシブル回路のトラックを介して、それぞれの多重器ユニットに接続される。
各多重器ユニットが設置される様式を、図4Eに示す。各多重器ユニットは、接着剤23によって、内側本体16に固定される。
(図5)
図5は、より大きな尺度で、そしてより詳細に、カテーテルの最先の遠位端を示し、同じ参照番号が、前出の図を参照して既に記載された部品を示すために使用されている。
環状超音波変換器アレイ3は、近位セラミックリング24と、ステンレス鋼またはセラミックの遠位リング25との間に収容される。遠位形成リング25の遠位端には、軟質チップ4が存在し、この軟質チップは、代表的に、ナイロン(RTM)から作製され、これは、内側本体16の遠位端に熱メルトまたは融合される。
(図6)
図6Aは、変換器アレイ3および多重器5を備えるカテーテルの部分であって、これらの変換器アレイおよび多重器が、製造プロセスの中間点において平坦な状態である場合の、カテーテルの部分を示す。この配置の製造方法(この方法は、最初に変換器および多重器のアセンブリをこの平面に構築する工程、次いでこのアセンブリを管状の構造に変換する工程を包含する)のより詳細な開示は、本発明者らの英国特許第2 297 375号にさらに詳細に開示されている。
図6Bは、図6Aと同じ配置が、先に言及したような円筒形の構造に形成された後を示す。
(図7)
本発明はまた、図1に102で示すようなステントを想定する。このステントには、1種以上の種々の薬物が装填されており、その結果、この薬物(単数または複数)は、このステントから、このステントを通って流れる患者の血液によって、溶出または洗浄される。
薬物を装填したステントを脈管内超音波映像カテーテル(IVUS)に設置することによって、臨床医がより正確にステントの位置を決定し、そして薬物を、例えば再狭窄を予防するために必要とされる位置に標的化することが可能となる。薬物(単数または複数)を導入する通常の方法は、これらの薬物を、一般的に患者の血流に、単に導入することであった。しかし、このことは、導入される薬物の大部分が実際に洗浄され、そして標的領域において効果的ではないことを意味する。
ステントへの薬物(単数または複数)の装填は、多数の様式で達成され得る。
薬物を装填されたステントの表面は、異なる技術的アプローチの使用によって達成され得る。これらのアプローチの各々は、薬物化合物が、短期間(数時間)または長期間(数日間)のいずれかで、この表面から放出される様式で実施され得る。放出の速度論は、特定の改変(例えば、ポリマーキャリアまたはセラミック表面の、疎水性または親水性の側鎖)をこのステントの表面に施すことによって、調節され得る。
以下は、ステントに薬物(単数または複数)を装填するための可能な4つの様式を概説する。
(1.セラミックコーティング)
多孔質表面を有するAlOコーティング(特許出願DE 19855421、DE 19910188、WO 00/25841)に、250μgと10mgとの間の量の薬物を、浸漬、スプレーまたは類似の技術のいずれかによって装填し得る。この薬物の用量は、標的の脈管の性質、および患者の状態に依存し、そして細胞増殖が十分に阻害され、一方で治癒が妨害されないように、選択される。この薬物は、水溶液または有機溶液(例えば、DMSO、DMFまたはメタノール中)として使用され得る。スプレーまたは浸漬(マイルドな減圧下で)の後に、処理されたステントを乾燥させ、この手順を3〜10回繰り返す。最後の乾燥の後に、このステントを1分間、水または等張生理食塩水中で室温でリンスし、次いで再度乾燥させる。適切な溶媒で化合物を溶出または洗浄した後に、薬物の含有量を、標準的な方法(HPLC、LC−MS)によって分析し得る。放出の速度論を、標準的な放出装置を使用して、分析し得る。
(2.ePTFE膜:ステント移植片)
上記と同一のアプローチである。薬物は、多孔質ePTFE膜の空洞内に吸収される。
(3.一般的なポリマーコーティング)
以下の異なるポリマーが、薬物の装填のために適切である:メタクリレートポリマー、ポリウレタンコーティング、ePTFEコーティング。薬物は、最終的な表面(上記を参照のこと)に塗布されるか、または重合溶液に直接添加されるかの、いずれかであり得る。
(4.機械的アプローチ(図7))
機械的アプローチは、レーザーを使用して、ステント700の支柱702に導入された穴701に基づく。次いで、これらの穴に、薬物(単数または複数)を充填し得る。この穴によるアプローチは、薄い、生分解性のコーティングと組み合わせられ得、このコーティング自体に、薬物が装填される。生分解性コーティングからの最初の放出の後に、薬物を充填された穴は、活性薬物の長期にわたる放出のために働き得る。薬物を収容するための隙間は、穴以外の様式で形成され得る。
ステントに装填され得る種々の薬物が、以下の3つの表(表A、表Bおよび表C)に列挙される。列挙される薬物はまた、これらの誘導体を含むことが、意図される。
本実施例において、薬物は、3つの段階において活性であるように選択される。表Aは第I段階であり、表Bは第II段階であり、そして表Cは第III段階である。
第I段階は、血管拡張(例えば、患者の動脈の拡張)を引き起こすことに関する。これらの効果は、表に列挙されている。
第II段階は、表Bの頂部に列挙されるような、炎症などを阻害することに関する。再度、これらの薬物の効果は、この表に記載されている。
第III段階は、細胞増殖の阻害に関し、そして再度、これらの薬物の効果は、この表に記載されている。
Figure 2011115614
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Claims (1)

  1. 明細書に記載の装置。
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