JP2012517860A - バルーンカテーテル膨張装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
膨張装置は空洞を含むシリンジ体を含む。この空洞は拡張バルーンを膨張させるのに用いられる流体を保持する。プランジャアセンブリはシリンジ体の空洞内に摺動し、シリンジ体と液密シールを形成するシール部材を含む。開閉弁はシリンジ体の遠位端部内に配置される。シリンジ体の遠位端部はコネクタの開口に流体連結される流体バイパスチャネルを有する。開閉弁はその中に含まれるバイパスルーメンを有するバネ付勢される可動ピストンを有し、流体の圧力が閾値より下の場合、バイパスルーメンは空洞と流体バイパスチャネルとの間に流路を形成する。流体の圧力が閾値より上の場合、空洞と流体バイパスチャネルとの間の流路が妨げられる。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
本発明の分野は一般に、バルーン膨張装置及び方法に関する。バルーン膨張装置は一般に、人又は哺乳類の体内の収縮空間に用いられる。バルーン拡張は多くの適用医療分野でよく知られるようになった。治療におけるバルーン拡張の特定使用の一例は副鼻腔炎である。
副鼻腔炎は、3500万人以上のアメリカ人、および残りの先進国の人々を侵す病気である。副鼻腔炎は、1またはそれ以上の4対の副鼻腔洞(すなわち、上あご、篩骨、前頭、蝶形骨の洞腔)が閉塞される場合に起こる。通常これらの副鼻腔洞は、それぞれが粘膜によって分けられ、粘液を生成し、これが繊毛を波立たせることにより副鼻腔洞から鼻腔外および喉まで移動する。これらの洞腔は組み合わせで日に1リットルの粘液を生成するため、粘液の効果的な輸送は洞腔の健康にとって重要である。
それぞれの副鼻腔洞は、孔(ostium)と呼ばれる鼻孔への開口を有する。1またはそれ以上の孔または孔近くの部位が炎症を起こした場合、粘液の放出が中断され、副鼻腔洞の感染および/または炎症、すなわち副鼻腔洞の段階となる。篩骨洞を有するまたは有さない上あごの感染/炎症が副鼻腔炎の大半のケースを占め、ごく少ないケースに蝶形骨および前頭が含まれる。副鼻腔炎の多くの例は適切な薬で治療できるが、いくつかのケースでは、副鼻腔炎は数か月以上続き、この症状は慢性副鼻腔炎と呼ばれ、医学療法に反応を示さない。幾人かの患者はまた、所定期間、再発性慢性副鼻腔炎と呼ばれる症状を発症しがちである。
バルーン拡張は副鼻腔洞の治療のために収縮した副鼻腔洞経路を治療するのに適用されてきた。これらのバルーン拡張装置は一般に、カテーテル(バルーンカテーテル)の遠位端部に配置された膨張可能なバルーンの使用を含む。一般に、膨張可能なバルーンは、収縮状態で収縮した副鼻腔洞経路内に挿入される。このバルーンは、次いで、治療される副鼻腔洞経路において、収縮度を大きくしたり、小さくしたりするように広げられる。様々な装置(膨張装置)が、カテーテル上に配置される膨張可能なバルーンを膨張させたり、収縮させたりするのに用いられてきた。これらの治療に用いられるこれらの装置の多くは、使用にはかさばったり、扱いにくかったりするものであった。システム全体が互いに協働する複数のオペレータを要する複数の部材を含むので、バルーンカテーテルの膨張/収縮を行う場合に施術者の助手が用いることが多い。
既存の膨張装置は一般に、食塩水のような非圧縮性の流体で満たされる容器を有する幾分大容量のシリンジを含む。このシリンジは一端をシリンジ容器内に配置されるシール部材で終端するシャフト部分を有するプランジャアセンブリを含む。このシール部材は空洞の内部で密閉される(またはシールとして機能する)。ステムの他端は一般に、ユーザがシリンジを作動できるようデプレッサなどに固定される。膨張装置は一般に圧力計も含む。この圧力計は膨張式バルーン内の圧力を間接的に測る。膨張式バルーンへの圧力はシリンジの容器内へのプランジャアセンブリの挿入具合によって調整される。圧力は圧力計により示され、ユーザはシリンジ容器内のプランジャの関連動作により圧力を調節できる。(大きくてかさばる)大容量のシリンジは一般に、圧力計の容量コンプライアンスを克服する適切な減圧を提供し、バルーン拡張カテーテル自体を含む閉システムの残りの容量コンプライアンスをより低い程度に選択する。結果として、既存の膨張装置は取り扱うにはかさばったり、扱いにくかったりして、その操作のためだけに専用オペレータを必要とする。このように、バルーン拡張の使用を必要とする医療インターベンショナル処置は、他のインターベンショナル装置に加えてバルーン拡張装置を操作するためにさらなる人員を必要とするかもしれない。
このように拡張バルーンのような伸長可能な部材の拡張を容易にする膨張装置の必要性があった。このような装置は既存の膨張装置より小型で、膨張/収縮の間、一人のユーザでも膨張装置を操作できるべきである。この装置を組み込む装置および任意のシステムは特に有用であり、拡張バルーンが収縮空間、特に副鼻腔洞の収縮空間を拡張するのに用いられる処置において利便性がある。
本発明の第1の実施形態において、膨張装置は近位端部と遠位端部と、その中に含まれる空洞とを含み、空洞がその中に流体を保持するよう構成される。膨張装置は近位端部と遠位端部とを有するシャフトを具えるプランジャアセンブリを含み、シャフトの近位端部がアクチュエータと操作可能に連結され、プランジャアセンブリの遠位端部がシリンジ体と液密シールを形成するよう構成されるシール部材を含む。コネクタは膨張装置の遠位端部に配置され、流体通過のために構成される開口を含む。膨張装置は弁体内に配置される開閉弁を含み、開閉弁はシリンジ体と流体連通し、弁体は開口を含み、コネクタの開口と流体接続される弁体の外側の出口チャネルと連通している。開閉弁は、その中に含まれるバイパスルーメンを有するバネ付勢される可動ピストンを有し、バイパスルーメンは、流体の圧力が閾値より下の場合、空洞と出口チャネルとの間に流路を形成し、流体の圧力が閾値より上の場合、空洞と出口チャネルとの間に介在する。
本発明の第2の実施形態において、通常の上顎洞を拡張するシステムは一端に拡張バルーンと他端に第1のコネクタとを有する細長部材を有するバルーン拡張カテーテルを含む。このシステムはさらに、近位端部と遠位端部と、その中に含まれる空洞とを有するシリンジ体であって、前記空洞がその中に流体を保持するよう構成されるシリンジ体を含む。膨張装置はシリンジ空洞内での摺動可能に構成されるプランジャアセンブリを含み、プランジャアセンブリはシリンジ体と液密シールを形成するよう構成されるシール部材を有するシャフトを具える。第2のコネクタは膨張装置の遠位端部に配置され、第2のコネクタは流体の通過のために構成される開口を含み、第2のコネクタはバルーン拡張カテーテルの第1のコネクタと合致するよう構成される。流体バイパスチャネルはシリンジ体の遠位端部に配置され、第2のコネクタの開口と流体連結される。膨張装置は、その中に含まれるバイパスルーメンを有するバネ付勢される可動ピストンから形成される開閉弁を含み、バイパスルーメンは流体の圧力が閾値より下の場合、シリンジ体において、空洞と流体バイパスチャネルとの間に流路を形成し、流体の圧力が閾値より上の場合、空洞と流体バイパスチャネルとの間の流路が塞がれる。
本発明の別の実施形態において、人体の解剖学的構造の限定された部分を拡張するシステムはバルーン拡張カテーテルと膨張装置とを含む。この膨張装置はバルーン拡張カテーテルと流体取付のために構成され、膨張装置は近位端部と遠位端部とを有するシリンジ体と、その中に含まれる空洞とを有し、空洞はその中に流体を保持するよう構成される。膨張装置はまた、近位端部と遠位端部とを有するシャフトを具えるプランジャアセンブリを有し、シャフトの近位端部はアクチュエータと操作可能に連結され、プランジャアセンブリの遠位端部は、シリンジ体と液密シールを形成するよう構成されるシール部材を有する。コネクタは膨張装置の遠位端部に配置され、コネクタは流体の通過のために構成される開口を含む。膨張装置は弁体内に配置される開閉弁を含み、開閉弁はシリンジ体と流体連通している。弁体はその中に開口を含み、コネクタの開口に流体接続される弁体の外側に出口チャネルと連通し、開閉弁はその中に含まれるバイパスルーメンを有するバネ付勢される可動ピストンを有し、バイパスルーメンは流体の圧力が閾値より下の場合、空洞と出口チャネルとの間に流路を形成し、流体の圧力が閾値より上の場合、空洞と出口チャネルとの間に流路を形成する。
図1、図2は、バルーンカテーテル104のような細長部材102(図10−図12にも記載される)の遠位端部に配置される拡張バルーン100(図10−図12に示される)のような伸長可能な部材を拡張または膨張させるよう用いられる膨張装置10を示す。膨張装置10は、拡張バルーン100内または外に実質的に圧縮不能な流体を選択的に押し出すかあるいは引き込むのに用いられるアクチュエータとして構成される。膨張装置10はシリンジのような形態であってもよい。例えば、図1、図2に示された実施例において、膨張装置10は近位端部14、遠位端部16、および中央の空洞18を有するシリンジ体12(図3−図5、6A、6B、および7−9によく示されているように)を具える。シリンジ体12は一般に、様々な材料が用いられてもよいが、ポリカーボネートまたは他のプラスチックベースの材料のようなポリマ材料からできている。発明が任意の特定の外形に限定されないが、シリンジ体12の形状は一般に円筒形状である。中央の空洞18は食塩水のような流体を保持するよう構成されるシリンジ体12の内部容量を規定する。シリンジ体12の利用可能な全内部容量は可変であるが、一般に0mL乃至2.2mLの範囲である。しかしながら、この利用可能な容量全部が用いられるわけではない。例えば、充填後のシリンジ体12に含まれる実際の流体容量は約1.5mL乃至約2.0mLの範囲であってもよい。シリンジ体12の長さもまた可変であるが、一般に中央の空洞18部分が約2.5インチ乃至約3インチの範囲である。
シリンジ体12の近位端部14は、シリンジ体12の周囲に配置される1以上の任意のフランジ20、22を含んでもよい。このフランジ20、22は、膨張装置10の作動中、1本以上の指を配置するのに用いられてもよい凹部24を規定する円筒形または楕円形のエプロンとして形成されてもよい。例えば、近位のフランジ20と遠位のフランジ22との間に形成される凹部24は、膨張装置10の作動中、彼または彼女の人差し指(または他の/追加の指)を配置するよう施術者または他のユーザにより用いられてもよい。フランジ20、22の実際の形状および寸法は、確実にユーザの手に快適で、人間工学的にフィットするよう作られる。
図1、図2に参照されるように、シリンジ体12の遠位端部16はコネクタ26を含む。このコネクタ26は、別個の構造としてシリンジ体12に取り付けられてもよいし、代替的にコネクタ26がシリンジ体12(例えば、シリンジ体12の部分として)一体形成されてもよい。例えば、コネクタ26は、近位に伸長し、かつシリンジ体12に接着または固定されるハウジング29を含んでもよい。コネクタ26は、以下により詳細に記載される開閉弁50の作動中を除いては、シリンジ体12の中央の空洞18と流体連通している(図2およびそれ以降の図によく示されている)開口28を具える。この点で、流体は膨張装置10が作動すると、コネクタ26を通過できる。コネクタ26は医療部品を互いに接続するよう一般に用いられる任意の数のコネクタを含む。このようなコネクタ26の1つは、図1−5、6A、6B、7、8、および10−12に示されるルアコネクタである。ルアコネクタ26は合致面またはコネクタと係合するよう構成されるネジ部27を有する。しかしながら、別のこのようなコネクタ26は発明の範囲内に収まるよう熟慮される。
膨張装置10はさらに、シリンジ体12の空洞18内へ挿入するために寸法調整されるプランジャアセンブリ30を含む。このプランジャアセンブリ30はシャフト34の近位端部33に連結されるアクチュエータ32を含む。アクチュエータ32は図1、図2に示されるようにリングなどとして形成されてもよい。これに関しては、リングは施術者の(または他のユーザの)親指がリング内に挿入されてもよいように寸法調整される。アクチュエータ32の近位方向への動きはシリンジ体12の空洞18からシャフト34を取り除く。逆に、アクチュエータ32の遠位方向への動きは、シャフト34をシリンジ体12の空洞18内に進める。
ここで図3に戻ると、シャフト34はシリンジ体12の空洞18内にフィットするよう寸法調整される細長構造である。シャフト34の遠位端部36は空洞18に規定されるシャフト34とシリンジ体12の内面との間に流体シールを形成するシール部材38を含む。図3に見られるように、シール部材38はシャフト34の遠位端部36に配置される凹部40に配置されるOリングから形成されてもよい。シャフト34はシャフト34に沿った異なる位置に配置される1以上の移動止め42、44、46をオプションで含んでもよい。例えば、遠位の移動止め42、中間の移動止め44、および近位の移動止め46がある。以下により詳細に説明されるように、一実施形態において、移動止め42、44、46はユーザに触覚および/または聴覚のフィードバックを提供し、プレッピングおよび膨張装置10の使用を容易にする。
ここで図3、図4を参照すると、開閉弁50がシリンジ体12の遠位端部16に配置されている。この開閉弁50はシリンジ体12の空洞18から、流体(例えば、食塩水)が通過し、閾値または予め設定された圧力レベルまで、コネクタ26の開口28を出ることができるよう設計される。一旦、閾値または予め設定された圧力レベルを超えると、開閉弁の設計はさらなる流体が膨張装置10から出ることを制限する。
開閉弁50はシリンジ体12の遠位端部16に含まれる弁体52またはハウジング内に配置される。この弁体52はシリンジ体12と一体形成されてもよいし、代替的に、弁体52はシリンジ体12に接着、溶接され、または共に成形された別個の構造体でもよい。例えば、開閉弁50はシリンジ体12から物理的に離れてもよいし、管または同様の導管の一部を介して取り付けられてもよい。開閉弁50はシリンジ体12の外面または外部に取り付けられてもよい。弁体52は近位端部54と遠位端部56とを含む。弁体52の遠位端部54はシリンジ体12の空洞18と流体連通し、流体が弁空間60の外に出ることを可能にする入口開口58を含む。弁体52の遠位端部56はエンドキャップ62を含む。このエンドキャップ62は圧縮スプリング66の一端を受けるためのマウント64などを含む。圧縮スプリング66の他端は可動ピストン68に取り付けられる。
以下により詳細に記載されるように、可動ピストン68はプランジャアセンブリ30がシリンジ体12の空洞18内に進むか、あるいは後退するとき、弁空間60内を遠位および近位に動く。可動ピストン68は遠位のシール部材70、中間のシール部材72、および近位のシール部材74を含む。一実施例において、シール部材70、72、および74は、図面に示されるようにOリング70、72、および74を含んでもよい。様々なOリング70、72、および74が各溝76、78、および80において、可動ピストン68について取り付けられる。Oリング70、72、および74は可動ピストン68の外面と弁体52の内面との間に流体シールを作成する。図4によく示されているように、可動ピストン68は、一端が弁空間60と連通し可動ピストン68の側部に配置されるアウトレット84で終端するバイパスルーメン82を含む。
図4によく示されているように、開口86は弁体52に配置され、可動ピストン68の位置により、バイパスルーメン82に含まれる流体と流体接続される。弁体52に配置される開口86は、弁体52の外面とハウジング29との間に形成される出口チャネル88に開放する。この出口チャネル88はコネクタ26の開口28と流体連通する。図4に示される配向において、食塩水のような流体はインレット開口58を介して弁空間60に入ることができる。プランジャアセンブリ30により圧力が流体にかけられると、流体がバイパスルーメン82内、次いで開口86を通り、出口チャネル88内に流れる。流体は次いで出口チャネル88を通り、コネクタ26の開口28を出る。流体は細長部材102に沿って(図10−図12に示される)拡張バルーン100内へと続く。
図4の構成において、弁体52の開口86は遠位のOリング70および中間のOリング72にまたがるように示される。この構成において、流路はコネクタ26の開口28と空洞18との間に作られる。流路は図5の断続線Aで示される。図4、5に示される開閉弁50の位置は、「ニュートラル」位置を反映し、これはシリンジ体12の空洞18内の流体圧力が開閉弁50を作動させるのに必要とされる圧力より低い状態である。このニュートラルの位置において、流体は膨張装置10から出ることができ、細長部材102と拡張バルーン100(図10−図12に示される)に入る。代替的な一実施例において、遠位のOリング70はオプションであってもよい。しかしながら、遠位のOリング70を有すると、液体が圧縮スプリング66により占められる開閉弁50内の空間に入るのが防止される。
本書に記載されるように、ピストン68は弁空間60内で可動である。空洞18内の流体圧力は(アクチュエータ32およびシャフト34を遠位に進めることにより)増大するので、追加の流体が弁空間60内に押し込まれる。これが可動ピストン68を遠位に摺動させ、圧縮スプリング66が圧縮する。圧縮スプリング66はピストン68にかけられる圧力に釣り合った量を圧縮することによりこの動きを吸収する。圧力が増加するほど、ピストン68は中間のOリング72が開口86を覆う点までさらに遠位に動く。この状態が図6Aに示される。一旦開口86が中間のOリング72に覆われるか、塞がれると、コネクタ26(および拡張バルーン100)の開口28への流体連通経路Aは遮られる。流路Aのこの遮断は空洞18内のより高い圧力が拡張バルーン100に移動しないようにする。ユーザがシリンジ体12内のプランジャアセンブリ30を更に下げることによりさらなる圧力を加えると、可動ピストン68は遠位に進み続ける。この状態が図6Bに示される。
中間のOリング72が開口86に関して遠位に動いたとしても、流体の流れは近位のOリング74のため、開口86と出口チャネル88に到達しない。中間のOリング72および近位のOリング74が開口86をまたいでいる限り、空洞18および取り付けられた細長部材102(例えば、バルーンカテーテル104)間の連通は遮られる。
図6Bはシリンジ体12(例えば、空洞18)内の圧力が開閉弁50を作動させる予め指定された圧力閾値を上回る状況で、圧力開閉弁50の構成を示す。可動ピストン68は、ピストン68がスプリング66を十分に圧縮するまで遠位に進む。代替的に(または追加で)、可動ピストン68はエンドキャップ62のスプリングマウント64に対して進む。このスプリングマウント64はよってピストン68のための止め具として作用する。圧縮スプリング66および/またはスプリングマウント64はさらに、シリンジ体12の空洞18の圧力の高さにかかわらず、ピストン68の遠位の進行を制限する。図6Bに示されるピストンにおいて、中間のOリング72および近位のOリング74はバルーンカテーテル104への流路Aを遮り、こうして所望の予め設定された値でバルーンカテーテル104に送達される圧力を維持する。したがって、拡張バルーン100にかけられる圧力は、圧縮スプリング66を流路Aが可動ピストン68上に配置される中間のOリング72によって遮られる点まで圧縮スプリング66を圧縮するよう要求されるどのような圧力によっても制限される。
バルーンカテーテル104を収縮することが望まれる場合、プランジャアセンブリ30は、図7に示されるように近位に引き戻される。アクチュエータ32およびシャフト34がシリンジ体12から近位に引き戻されるので、可動ピストン68はまた圧力における減少に反応して近位方向にも動く。可動ピストン68が図4に示されるような「ニュートラルの」位置を達成する場合、拡張バルーン100への流体連通が再構築され、これによりバルーンカテーテル104内の流体が、拡張バルーン100からシリンジ体12の空洞18内に引き戻される。好適には(図8に示される)近位の止め具90はピストン68の近位への余分な動きを防ぎ、こうして任意の陰圧下、バルーンカテーテル104への流体連通は開放したままとなる。この近位の止め具90は可動ピストン68の近位端部54と接触する当接部である。
バルーンにかかる所望の最大圧力は、当業者には周知であるように、開閉弁50の部材の1以上の変数を変化させることにより開閉弁50内に「設計され」うる。例えば、「より柔らかい」に対して「より堅い」圧縮スプリング66とすると、弁を閉じるのに必要なより高い圧力となる。代替的に、ピストン(開閉「動作」)の移動量と関連する設計変量が考えられうる。所定の圧縮スプリング66にとって、遠位の止め具64の位置(およびアウトレットの関連位置)によって決められる「ニュートラル」位置から「停止した」位置までの距離を「より長い」に対して「より短い」とすると、開閉弁50を作動させるのに必要とされる圧力が変わる。例えば、アウトレットを閉じるのに必要とされる圧縮量を効果的に減少させるべく止め具64を(かつアウトレット開口が配置されるような関連変数)を配置すると、結果の「作動圧力」、開閉弁50を開閉するための圧力は低くなる。ピストン68(およびOリングシールおよびピストンルーメンのような関連部材)はまた閉塞弁50が流体連通を妨げる圧力にも影響を与える。他のすべてのものも同様に、ピストン68の直径を大きくすると開閉に必要な圧力が低くなる。
ここで図9を参照すると、一実施例において、プランジャアセンブリ30のシャフト34は、シリンジ体12の近位端部14に配置される凸部92と協働する1以上の移動止め42、44、46を組み込んでいる。凸部92はシリンジ体12の空洞18への入口の周囲または断続的に外接するリング、リップまたは凸部を含んでもよい。図3に見られるように、遠位の移動止め42、中間の移動止め44、および遠位の移動止め46を含むシャフト34回りに3つの輪状の移動止めがある。凸部92の寸法と柔軟性は、シャフトがシリンジ体12内に軸方向に移動するので、各移動止め42、44、46内に入れ子式に寸法調整される。これらの移動止め42、44、46はユーザに可触および/または可聴のフィードバックを提供し、拡張処置の間、プレッピングおよび膨張装置の使用を容易にする。例えば、シャフト34は、ユーザがシリンジ体12の空洞18内のシャフト34に進んだり、戻したりする場所を「クリック」してもよい。この「クリック」をユーザが感じたり、および/または聞いたりすることができる。
プランジャアセンブリ30が完全に遠位方向(例えば、図1、図12に見られるような)に進むと、近位の移動止め46はアクチュエータ32に近接配置され、かつ凸部92と干渉する。この構造は膨張装置10が使用前に保管される場合に好適である。この位置において、凸部92は緩んだまたは「固定されていない」状態に維持され、潜在的なクリーピングから自由である。
膨張装置10を準備するために、(バルーンカテーテル104が取り付けられていない)コネクタ26は、食塩水または他の膨張用流体の中に配置される。プランジャアセンブリ30は、次いでアクチュエータ32の近位の動きにより近位方向に十分引き戻される。シャフト34は近位に引き戻され、こうして中間の移動止め44は凸部を過ぎ、遠位の移動止め46は凸部92と係合する。残った空気が流体とともにシリンジ体12の空洞18に存在する場合がある。この空気は膨張装置10を上向きに傾けることにより好適に消し去られ、このときコネクタ26は膨張装置10の残部より高い位置とする。空気または任意の他の捕捉されたガスは膨張装置10の遠位端部16に向かって自然に上昇する。プランジャアセンブリ30は次いで、中間の移動止め44が係合するまでアクチュエータ32の遠位の進行により進められる。この点で、膨張装置は所望の流体量で十分に準備され、かつコネクタ26を介してバルーンカテーテル104に接続される。
上述のように、拡張バルーン100はシリンジ体12の空洞18内に遠位にプランジャアセンブリ30を進めることにより膨張する。圧力開閉弁50は所定または閾値圧力でバルーンカテーテル104に(図5に示された)流路Aを閉じることにより、シリンジ体12内の圧力を増加させるよう反応する。開閉弁50が閉じると、シリンジ体12内に含まれる流体に伝えられたより高い圧力は、バルーンカテーテル104に伝達されない。したがって、バルーンカテーテル104の圧力は比較的一定の所定圧力のままであり、かつそれ以上高くならない。
膨張バルーン100を収縮させるために、プランジャアセンブリ30は、遠位の移動止め46が凸部92と係合されるまで、アクチュエータ32の近位の引き戻しにより十分近位に引き戻される。遠位の移動止め46はプランジャアセンブリ30を保持するよう作用し、空洞18内に確立された部分的な減圧を保持する。この状況はたとえユーザが彼または彼女の手をアクチュエータ32から離したり、あるいは全体的に膨張装置10を放したとしても維持される。シリンジ体12の空洞18内の圧力がプランジャアセンブリ30を引き戻すことにより減少し、圧力開閉弁50は再び開き、プランジャアセンブリ30がさらに引き戻されると、拡張バルーン100を収縮できる。プランジャアセンブリ30を十分に引き抜くと、バルーンカテーテル104は部分的な真空圧に晒される。
拡張バルーン100にかけられる所望の最大圧力は、開閉弁50を作る部材の1以上の変数を変化させることにより開閉弁50内に設計できる。例えば、「より堅い」圧縮スプリング66(例えば、より高いバネ定数)とすると、開閉弁50を動かすのに必要な圧力が高くなる。代替的に、可動ピストン68(開閉「作動」)の移動量に関する設計変数が考慮されうる。所定の圧縮スプリング66において、遠位の止め具64の位置により決められる「ニュートラル」位置(例えば、図5)から「停止」位置(図6B)までの距離を「長い」ものから「短い」ものとすると、開閉弁50を作動させるのに必要とされる圧力が変化する。例えば、止め具64(およびバイパスルーメン82のアウトレット84及び開口86の位置が配置されるような関連変数)が、開閉弁50を閉じるのに必要とされる圧縮量を効果的に少なくするように配置されると、結果として開閉弁50を作動させる「作動圧力」は低くなる。可動ピストン68(及びOリング70、72、74及びバイパスルーメン82のような関連部材)はまた開閉弁50が流体連通を遮る圧力に影響を及ぼす。
一実施例において、圧力開閉弁50は12気圧で閉じるよう構成されている。この実施例において、圧縮スプリング66は10lb/inの弾性率を有し、遠位の止め具64が0.65インチ係合する場所まで圧縮する場合、7.3lbの力を要する。可動ピストン68およびOリング70、72、74の外径は6.1mmである。プランジャアセンブリ30が(十分な真空で)十分に引き戻されるとき、空洞18は好適には約6.35mmの直径かつ6.35cmの長さであり、従来型の膨張装置と比べると、比較的小さい容量と外形寸法となる。
図4によく示されているように、コネクタ26は、近位に伸長し開閉弁50の軸周りに取り付けられるハウジング29とともに一体形成されてもよい。このハウジング29は次いで、シリンジ体12に固定される。接着剤または溶剤結合、または超音波溶接のような多くの好適な方法が用いられてもよく、好適な方法は2つの部材をともに「スピン溶接」することである。ハウジング29およびシリンジ体12をともに乾燥接合させ、次いで摩擦を発生させるために互いに回転させる。この摩擦はいくつかの各材料を溶かし、2つの部材間に強い密閉溶融を形成する。同様に、凸部92をシリンジ体12に固定することができる。
膨張装置10の一実施例において、従来技術のバルーンカテーテル膨張装置に一般に用いられるような別個の圧力ゲージはない。結果として、「デッドスペース」の空気量はない。膨張装置10は、したがって、ほぼ全体的に流体で「充填(primed)」されうる。膨張装置10内にわずかな、または全く空気がない状態で、シリンジ12体の容量及び充填容量は比較的少ないが、拡張バルーン100を収縮させるために適正な真空圧を提供する。好適な実施例において、シリンジ体12の空洞18内の充填容量は1.75mLである。このような実施例において、1以上の小型インジケータ94(図1、2、4、5、6A、6B、8および10−12によく示されているように)を、可動ピストン68の動きを視覚的に観察するようにシリンジ体12に組み込んでもよい。このようなインジケータ94は、可動ピストン68の位置に対応して位置決めすることができ、従って、遠位のOリング70を変化圧力における簡素な圧力ゲージとして利用することができる。
片手で操作できる機能が設けられた比較的小型の膨張装置10は、バルーンカテーテル104に「直接接続され」うる膨張装置を提供する。本書に記載された膨張装置10とともに用いられてもよい好適なバルーンカテーテル104は、米国特許出願公開第2007/0250105号および第2008/0172033号に記載される。このようなものとして、バルーンカテーテル104および膨張装置10を含む拡張装置が1人のオペレータにより用いられてもよいし、代替的に、2人以上のオペレータでより従来通りに用いられてもよい。
図10はバルーンカテーテル104に連結される膨張装置10を示す。このバルーンカテーテル104は一般に、近位端部106と遠位端部108とを有する細長部材102を含む。拡張バルーン100は細長部材102の遠位端部108上又はその付近に配置され、拡張バルーン100の内側部分は細長部材102の長さを伸長するルーメン(図示せず)に流体連結される。このルーメンは、バルーンカテーテル104が接続されると、膨張装置10を介して送達される流体(例えば、食塩水)を運搬する。図10に見られるように、細長部材102の近位端部106は、膨張装置10の遠位端部16に配置されるコネクタ26に接続されるよう構成されるコネクタ110で終端する。コネクタ100は図10に示されるものと接続する合致(mating)ルアコネクタを含む。
図11はカニューレ120内に配置されるバルーンカテーテル104に連結される膨張装置10を示す。このカニューレ120はユーザによって掴まれるか、あるいは操作されるよう構成されるハンドル部分121を含んでもよい。カニューレ120はバルーンカテーテル104を受けるよう構成される第1のインレットポート122を含む。このインレットポート122はカニューレ120の細長部分124まで延在し、遠位端部126で終端する第1のルーメン(図示せず)まで延びる。バルーンカテーテル104はこうして第1のインレットポート122内に(収縮状態で)導入され、カニューレ120の遠位端部126に対して拡張バルーン100を遠位に配置するためにカニューレ120を通って遠位に進む。カニューレ120はまた視覚化装置130を受けるよう構成される第2のインレットポート128を含む。この視覚化装置130は、例えば、内視鏡を含んでもよい。第2のインレットポート128はカニューレ120の細長部分124に伸長する第2のルーメン(図示せず)に導く。視覚化装置130は第2のインレットポート128内に導入され、前方視界(例えば、拡張バルーン100の方を向く)を確定する位置で、視覚化装置130の遠位端部を配置するためにカニューレ120を通して遠位に進むことができる。代替的に、視覚化装置130は、遠位の進行が不要となるように、カニューレ120内に組み込まれていてもよい。以下に説明されるように、視覚化装置130は一般に、バルーンカテーテル104の挿入前にカニューレ120内に挿入される。
カニューレ120の細長部分124は、患者の副鼻腔路内に形成される人工的な開口を通り通過できるよう寸法調整されてもよい。例えば、人工的な開口は、米国特許出願公開第2007/0250105号、第2008/0172033号、および第2009/0216196号に開示されるような工具または他の道具を用いる対象の犬歯窩部分に形成されてもよい。この犬歯窩部分に形成される人工的な開口は、本書に説明されるようにシースとともにカニューレを挿入してもよいし、別個にカニューレを挿入してもよい。シースまたは別個のカニューレは、カニューレ120の細長部分124がそこを通り導入されうる作業開口を作成するのに提供される。
システムを用いる例示的な一方法として、バルーンカテーテル104が次いで、上顎洞口のような自然口にわたり収縮した拡張バルーン100を配置するために、視覚化の下、案内されうる。上顎洞口以外の孔もまた同様に治療されてもよい。本書に詳細に記載される膨張装置10は次いで、通常の上顎洞とともに配置される拡張バルーン100を広げるために用いられてもよい。この処置は通常の上顎洞の収縮度を増したり減少させたりし、かつ副鼻腔炎に関する患者の症状を低減させる。
図12は上顎洞口140の通常の上顎洞に配置されるバルーン拡張カテーテル104を示す。シリンジ体12内のプランジャアセンブリ30を遠位に進めることにより膨張装置10が作動した後の拡張装置100が拡張状態で示されている。図12はさらに、第2のインレットポート128に配置される内視鏡の形態の可視化装置130を示す。可視化の視野142は内視鏡130の遠位端部から広がり、内視鏡130に接続される接眼レンズ144および/またはカメラ146を用いる手術作業領域の視野をユーザに提供する。この手術作業領域は、例えば、処置中、容易な視野のためにモニタ又は同様の装置(図示せず)上に表示されうる。
図12は患者の犬歯窩部分に作成される人工的な開口を介して上顎洞口140に配置されるカニューレ120を示す。また、カニューレ120の細長部分124はオプションの切断面152を含むアクセスシース150内に配置されるよう示される。米国特許出願第12/038,719号に説明されるように、切断面152は遠位の管状部材の外周に縦に配向された切断面を作成し、第1のアクセスが上顎洞口になされた後、システムを配向するためにユーザが人工的な経路を広げたり、「サイドカット」できるようなる。
図13はアクセスシース150に沿ったアクセスツール160を示す。このアクセスツール160(例えば、トロカール)は犬歯窩に人工的な経路を形成するよう用いられる切断又は穿通チップ162を含む。犬歯窩に人工的な経路を形成する場合、アクセスシース150はアクセスツール160のシャフト上に取り付けられる。組織を貫通した後、アクセスツール160は近位に取り去られ、アクセスシール150がその場に残る。
一般的な処置のために、システムの様々な部材が殺菌キットの部分として提供される。例えば、キットは包装されても、箱詰めされてもよく、膨張装置10、バルーンカテーテル104、カテーテル120、アクセスツール160、およびアクセスシース150を含む。可視化装置130は一般にキットの一部ではない。キットの個々のアイテムは、使用前に取り外される。ユーザの中にはバルーンカテーテル104を放棄し、別個のシリンジ装置を用いるバルーンカテーテル104を準備することを好む場合もあろう。
代替的に、バルーンカテーテル104は本書に記載される膨張装置10を用いて充填されてもよい。特に、膨張装置10の遠位端部16の端部は食塩水または膨張流体内に配置される。プランジャアセンブリ30は次いで、遠位の移動止め46が凸部92と係合するまで、アクチュエータ32の近位の動きにより近位方向に十分に引き戻される。すべての取り込まれた空気は、膨張装置10の遠位端部16を上げてから中間の移動止め44が凸部92と係合するまでアクチュエータ32を進めることにより消滅する。膨張装置10はコネクタ26を介してバルーンカテーテル104に接続されてもよいし、後の必要とされる処置まで置いておいてもよい。
次に、施術者はアクセスツール160及びアクセスシース150を用いて患者の犬歯窩に人工的な経路を形成する。このアクセスシース150はアクセスツール160上に配置され、穿刺が犬歯窩領域に形成される。アクセスツール160は次いでアクセスシース150をその場に残しながら、近位に引き抜かれる。オプションで、アクセスシース150の切断面152は、人工的な開口を広げ、アクセスシース150を所望の配向に再配置するために用いられてもよい。可視化装置130(例えば、内視鏡)はカニューレ120内を進み、その場に固定される。代替的に、可視化装置130はすでに進められていてもよいし、カニューレ120に固定されていてもよい。カニューレ120及び可視化装置130は次いで、アクセスシース150を通り、上顎洞140(または他の上顎洞)内に進められる。この進行は一般に、施術者がリアルタイムで視野142を得ることができるディスプレイに画像を出力するカメラ146などを用いて可視化の下なされる。
上顎洞140の通常の上顎洞が治療されるケースにおいて、施術者は可視化装置130を用いて開口を位置決めする。正しい配向がカニューレ120でなされた後、施術者は次いで(拡張カテーテル100を拡張した状態にして)カニューレ120のインレットポート122を通してバルーンカテーテル104を進める。バルーンカテーテル104は、拡張バルーン100を用いて、上顎洞140の通常の上顎洞を横切るよう進める。一旦位置決めされると、施術者は次いで、アクチュエータ32を緩め、ピストン68が遠位に動きマウント64と係合し、かつ近位の移動止め46が凸部92と係合するまでシャフト34を進める。一般的に、近位の移動止め46が凸部92に到達する前に、ピストン68は停止位置に到達する。この地点で、拡張バルーン100は流体で膨張し、こうして通常の上顎洞内に拡張する。これが図12に示されている。施術者の中には拡張バルーン100を収縮させ、次いで拡張バルーン100を1回以上再膨張され、適切な拡張が達成されたことを確かめるものもいる。
一旦治療が終了すると、拡張バルーン100は収縮され、バルーンカテーテル104はカニューレ120から近位に引き抜かれる。カニューレ120及び可視化装置130は次いで、アクセスシース150から取り外される。最後に、アクセスシース150は人工的に作られた開口から取り外される。
全処置が犬歯窩を介して自然な上顎洞へのアプローチにおいて上述されているが、上述のツール、特にバルーンカテーテル104及び膨張装置10は他の処置、例えば、鼻孔を通る経鼻的アプローチを介して上顎洞または前頭洞または蝶骨洞のような通常の上顎洞を拡張するためにも用いることができる。
本発明の実施形態が示され、記載されてきたが、様々な変更が本発明の範囲から逸脱することなくなされてもよい。本発明は、従って、以下のクレームおよびそれらの等価物以外に限定されるべきではない。
Claims (27)
- 膨張装置であって、
近位端部と遠位端部と、その中に含まれる空洞とを有するシリンジ体であって、前記空洞がその中に流体を保持するよう構成されるシリンジ体と、
近位端部と遠位端部とを有するシャフトを含むプランジャアセンブリであって、前記シャフトの近位端部がアクチュエータに機能的に連結され、前記プランジャアセンブリの遠位端部が前記シリンジ体と液密シールを形成するよう構成されるシール部材を含むプランジャアセンブリと、
前記膨張装置の遠位端部に配置されるコネクタであって、前記コネクタが流体を通すために構成される開口を含むコネクタと、
弁体内に配置される開閉弁であって、前記開閉弁が前記シリンジ体と流体連通し、前記弁体が前記コネクタの開口と流体接続される弁体の外側の出口チャネルと連通する開口をその中に含み、前記開閉弁はその中に含まれるバイパスルーメンを有しバネ付勢される可動ピストンを含み、前記バイパスルーメンは、前記流体の圧力が閾値より下である場合、前記空洞と前記出口チャネルとの間に流路を形成し、流体の圧力が前記閾値より上である場合、前記空洞と前記出口チャネルとの間の流路が塞がれる開閉弁とを含むことを特徴とする膨張装置。 - 請求項1に記載の膨張装置において、前記可動ピストンが可動ピストンと前記弁体との間に複数のシール部材を具えることを特徴とする膨張装置。
- 請求項2に記載の膨脹装置において、前記複数のシール部材が近位のシール部材と、中間のシール部材と、遠位のシール部材とを具え、前記バイパスルーメンは前記遠位のシール部材と前記中間のシール部材との間の位置に可動ピストンを出すことを特徴とする膨張装置。
- 請求項3に記載の膨張装置において、前記近位のシール部材と、前記中間のシール部材と、前記遠位のシール部材とがOリングを具えることを特徴とする膨張装置。
- 請求項1に記載の膨張装置において、前記コネクタがルア(Luer)コネクタを具えることを特徴とする膨張装置。
- 請求項1に記載の膨張装置において、前記シャフトが前記シャフトの長さに沿って配置される複数の移動止めを具え、前記シリンジ体が前記複数の移動止めと係合するよう構成される凸部を具えることを特徴とする膨張装置。
- 請求項6に記載の膨張装置において、前記複数の移動止めが近位の移動止めと、中間の移動止めと、遠位の移動止めとを具えることを特徴とする膨張装置。
- 請求項1に記載の膨張装置において、前記開閉弁が前記弁体に取り付けられる圧縮スプリングを具え、前記圧縮スプリングの遠位端部は前記弁体の遠位端部に固定され、前記圧縮スプリングが前記可動ピストンと干渉することを特徴とする膨張装置。
- 請求項1に記載の膨張装置において、前記シリンジ体がさらに、前記空洞内に配置される近位の止め具を具え、当該近位の止め具は、前記可動ピストンの近位側への動きを制限するよう構成されていることを特徴とする膨張装置。
- 請求項1に記載の膨張装置がさらに、前記シリンジ体の周囲に配置される一対のフランジを具え、当該一対のフランジ間の領域がユーザの1本以上の指を受けるよう寸法調整される凹部を規定することを特徴とする膨張装置。
- 請求項1に記載の膨張装置において、前記アクチュエータがリングを具えることを特徴とする膨張装置。
- 請求項1に記載の膨張装置において、前記圧力閾値は12気圧を含むことを特徴とする膨張装置。
- 請求項1に記載の膨張装置において、前記弁体が前記シリンジ体内に配置されることを特徴とする膨張装置。
- 通常の上顎洞を拡張するシステムであって、
一端に拡張バルーンと他端に第1のコネクタとを有する細長部材を具えるバルーン拡張カテーテルと、
膨張装置とを具え、当該膨張装置が、
近位端部と遠位端部と、その中に含まれる空洞とを有するシリンジ体であって、前記空洞がその中に流体を保持するよう構成されるシリンジ体と、
前記シリンジ空洞内での摺動可能に構成されるプランジャアセンブリであって、前記プランジャアセンブリが、前記シリンジ体と液密シールを形成するよう構成されるシール部材を有するシャフトを具えるプランジャアセンブリと、
前記膨張装置の遠位端部に配置される第2のコネクタであって、前記第2のコネクタが流体を通すために構成される開口を具え、前記バルーン拡張カテーテルの第1のコネクタと合致するよう構成される第2のコネクタと、
前記シリンジ体の遠位端部に配置され、前記第2のコネクタの開口と流体連結される流体バイパスチャネルと、
内部に含まれるバイパスルーメンを有するバネ付勢される可動ピストンを具える開閉弁であって、前記流体の圧力が閾値より下の場合、前記バイパスルーメンが前記シリンジ体の空洞と前記流体バイパスチャネルとの間に流路を形成し、前記流体の圧力が前記閾値より上の場合、前記空洞と前記流体バイパスチャネルとの間の流路が塞がれる開閉弁とを具えることを特徴とするシステム。 - 請求項14に記載のシステムがさらに、前記膨張装置を受けるよう構成される第1のインレットと、可視化装置を受けるよう構成される第2のインレットとを有するカニューレを具えることを特徴とするシステム。
- 請求項15に記載のシステムにおいて、前記可視化装置が内視鏡を具えることを特徴とするシステム。
- 請求項14に記載のシステムにおいて、前記シャフトが前記シャフトに沿って配置される複数の移動止めを具え、前記シリンジ体が、前記シリンジ体の近位端部に配置され前記複数の移動止めと係合するよう構成される凸部とを具えることを特徴とするシステム。
- 請求項17に記載のシステムにおいて、前記複数の移動止めが、近位の移動止めと、中間の移動止めと、遠位の移動止めとを具えることを特徴とするシステム。
- 請求項14に記載のシステムにおいて、前記可動ピストンが可動ピストンと前記弁体との間に複数のシール部材を具えることを特徴とするシステム。
- 請求項19に記載のシステムにおいて、前記複数のシール部材が、近位のシール部材と、中間のシール部材と、遠位のシール部材とを具え、前記バイパスルーメンが前記遠位のシール部材と前記中間のシール部材との間の位置に可動ピストンを出すことを特徴とするシステム。
- 請求項20に記載のシステムにおいて、前記近位のシール部材と、中間のシール部材と、遠位のシール部材とがOリングを具えることを特徴とするシステム。
- 請求項14に記載のシステムにおいて、前記シリンジ体がさらに、前記空洞内に配置される近位の止め具を具え、当該近位の止め具は、前記可動ピストンの近位側への動きを制限するよう構成されていることを特徴とするシステム。
- 請求項14に記載のシステムがさらに、前記シリンジ体の周囲に配置される一対のフランジを具え、前記一対のフランジ間の領域がユーザの1本以上の指を受けるよう寸法調整される凹部を規定することを特徴とするシステム。
- 請求項14に記載のシステムにおいて、前記シャフトの近位端部がリングと連結されることを特徴とするシステム。
- 請求項14に記載のシステムにおいて、圧力閾値が圧力の12気圧を含むことを特徴とするシステム。
- 請求項14に記載のシステムにおいて、前記開閉弁が前記シリンジ体の遠位端部内に配置されることを特徴とするシステム。
- 人体の解剖学的構造の限定された部分を拡張するシステムであって、
バルーン拡張カテーテルと、
前記バルーン拡張カテーテルに流体的に取り付けるために構成される膨張装置であって、前記膨張装置が、
近位端部と遠位端部と、その中に含まれる空洞とを有するシリンジ体であって、前記空洞がその中に流体を保持するよう構成されるシリンジ体と、
近位端部と遠位端部とを有するシャフトを具えるプランジャアセンブリであって、前記シャフトの近位端部がアクチュエータに機能的に連結され、前記プランジャアセンブリの遠位端部が前記シリンジ体と液密シールを形成するよう構成されるシール部材を具えるプランジャアセンブリと、
前記膨装置の遠位端部に配置されるコネクタであって、前記コネクタが流体を通すために構成される開口を含むコネクタと、
弁体内に配置される開閉弁であって、前記開閉弁が前記シリンジ体と流体連通し、前記弁体が前記コネクタの開口に流体接続される弁体の外側の出口チャネルと連通する開口をその中に含み、前記開閉弁はその中に含まれるバイパスルーメンを有するバネ付勢される可動ピストンを含み、前記バイパスルーメンは、前記流体の圧力が閾値より下である場合、前記空洞と前記出口チャネルとの間に流路を形成し、流体の圧力が閾値より上である場合、前記空洞と前記出口チャネルとの間の流路が塞がれる開閉弁とを含むことを特徴とするシステム。
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