JP2016504928A - Self-cleaning intravascular catheter device and related methods - Google Patents
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Abstract
細長いシースを有し、該シースが、それに対して移動可能な細長い柔軟な内部構造を取り囲む血管内カテーテルを、内部構造により保持される洗浄機器の様々な典型的な実施形態とともに提供する。そのような洗浄機器は、シースに対する内部構造の移動に応じて、洗浄液の、その供給源からシースの内部を通る流動を引き起こすとともに、その後にシースから洗浄液を放出させるよう作動する。その一の実施形態では、洗浄機器が、内部構造上に配置されたインペラー構造を含む。他の実施形態では、洗浄構造は、内部構造上に、シースの内面に滑動およびシール係合で配置された環状シールを含む。An intravascular catheter having an elongate sheath, which surrounds an elongate flexible internal structure movable relative thereto, along with various exemplary embodiments of an irrigation device held by the internal structure. Such cleaning devices are operative to cause the cleaning liquid to flow from its source through the interior of the sheath in response to movement of the internal structure relative to the sheath, and thereafter to release the cleaning liquid from the sheath. In one embodiment thereof, the cleaning device includes an impeller structure disposed on the internal structure. In other embodiments, the cleaning structure includes an annular seal disposed on the inner structure with sliding and sealing engagement on the inner surface of the sheath.
Description
本開示の実施形態は、概して医療機器の分野に関するものであり、より具体的には、体内の血管診断法に使用されるカテーテルを洗浄する装置及び方法に関するものである。 Embodiments of the present disclosure relate generally to the field of medical devices, and more specifically to an apparatus and method for cleaning a catheter used in an intravascular blood vessel diagnostic method.
近年は、血管内超音波(IVUS)イメージングを用いることにより、血管閉塞の構造を可視化するための様々な技術及びシステムが開発されている。IVUS技術は、カテーテルをベースとし、動脈内腔および動脈壁のリアルタイムの断面像をもたらすものである。IVUSカテーテルは、カテーテルの遠位端部に、一以上の超音波振動子を含むものであり、それにより、検査中の動脈の断面情報を含む画像を決定することができる。IVUSイメージングは、閉塞物の構造ならびに、様々な度合いで、動脈壁の中間層および血管内膜の境界の可視化を可能にする。 In recent years, various techniques and systems have been developed to visualize the structure of vascular occlusions by using intravascular ultrasound (IVUS) imaging. IVUS technology is catheter-based and provides real-time cross-sectional images of arterial lumens and arterial walls. An IVUS catheter includes one or more ultrasound transducers at the distal end of the catheter, which can determine an image that includes cross-sectional information of the artery under examination. IVUS imaging allows visualization of the structure of the occlusion and, to varying degrees, the middle layer of the arterial wall and the boundary of the intima.
IVUSイメージングカテーテル・システムの一般的なタイプは通常、カテーテルの遠位端における単一の振動子が、高速(約200rpm未満)で回転して、急速な一連の360度の超音波スイープ(a rapid series of 360-degree ultra sound sweeps)を生成する構成を含む。そのような速度は、毎秒約30未満の画像の生成をもたらし、これは、病変動脈のリアルタイム画像を効果的に提示する。 A common type of IVUS imaging catheter system is typically a single transducer at the distal end of the catheter rotating at high speed (less than about 200 rpm) to produce a rapid series of 360-degree ultrasonic sweeps (a rapid series of 360-degree ultra sound sweeps). Such speed results in the generation of less than about 30 images per second, which effectively presents a real-time image of the diseased artery.
振動子は、カテーテルの近位端でモーター駆動装置に接続されるドライブシャフトもしくはケーブルの端に取り付けられる。回転する振動子は、超音波に干渉せず、かつ高速回転するドライブシャフトから動脈を保護するシース内に収納される。それ故に、IVUSイメージング(または「センシング」)カテーテルは、従来の血管造影法技術を用いて、閉塞の領域へ前進させることができ、そしてその後、動脈壁の中間層及び血管内膜及び閉塞物を含む動脈壁における血管内腔のリアルタイム断面像をもたらすべく操作されることができる。 The transducer is attached to the end of a drive shaft or cable that is connected to the motor drive at the proximal end of the catheter. The rotating transducer is housed in a sheath that does not interfere with the ultrasonic wave and protects the artery from the drive shaft that rotates at high speed. Thus, IVUS imaging (or “sensing”) catheters can be advanced to the area of occlusion using conventional angiography techniques and then the arterial wall middle layer and the intima and obstructions It can be manipulated to provide a real-time cross-sectional view of the vessel lumen in the containing arterial wall.
体の部分の内部構造を可視化するために使用するカテーテルベースのシステムの他のタイプでは、細長いドライブシャフトもしくはケーブル構造に配置されて、シースに包まれた可動センシング/イメージング要素を実装するものもまた知られており、これには、光音響、光学コヒーレンス・トモグラフィー、位相配列/複合振動子および、分光システムが含まれる。上述したカテーテルベースのシステムのそれぞれの性能は、内側の可動センシング要素に隣接するそのシース部分の内部における空気の存在により、悪影響を受けることがある。気泡は、システムの操作に先立って、シース内に存在することがあり、又は、センシング/イメージング要素の近位側に配置された柔軟なドライブシャフトもしくはケーブルの回転により、システムの操作中に生成されることがある。これらの気泡の存在は、システムが作成するように設計されるデータもしくは画像を、望ましくない方法で破損させる傾向がある。 Other types of catheter-based systems used to visualize internal structures of body parts are also placed on an elongate drive shaft or cable structure to implement a movable sensing / imaging element encased in a sheath. Known, including photoacoustics, optical coherence tomography, phased array / composite transducers, and spectroscopic systems. The performance of each of the catheter-based systems described above can be adversely affected by the presence of air inside its sheath portion adjacent to the inner movable sensing element. Bubbles may be present in the sheath prior to system operation or generated during system operation by rotation of a flexible drive shaft or cable located proximal to the sensing / imaging element. Sometimes. The presence of these bubbles tends to corrupt data or images that the system is designed to create in an undesirable way.
特定のシステムからカテーテル構造の全体のシース部分内における空気を取り除くため、通常は洗浄作業が行われる。従来より実行されるように、内部の空気除去作業は、食塩水等の洗浄液を、開口遠位端から排出させるべく、シースの全長に通して遠位側に押し入れることにより行われる。これまでに利用されるこの洗浄技術は、その様々な既知の問題、制約および不都合がある。 A cleaning operation is usually performed to remove air in the entire sheath portion of the catheter structure from a particular system. As conventionally performed, the internal air removal operation is performed by pushing a cleaning solution, such as saline, distally through the entire length of the sheath to drain from the distal end of the opening. This cleaning technique utilized to date has its various known problems, limitations and disadvantages.
たとえば、シースのかなりの長さおよび、極めて小さい内径(一般に、約0.3cmから約20cmの範囲の有効長さおよび、約0.05cmから約0.1cmの範囲の内径)により、洗浄液を、シースの近位端からその全長に通して押し入れることは、かなりの圧力を必要とする。またここでは、取り付けられた一方向の逆止弁および、取外し可能なシリンジおよび、ホース器具の形態をなす追加のパーツが必要であり、それにより、システム全体のコストが、望ましくない形で増加する。逆止弁はまた、センシング/イメージング構造が手動で操作される際に、システムのハンドピース部分の近くに障害物を作り出す。さらに、現在は、遠位側で気泡を阻止して、システムの操作中にドライブケーブルの内側から解放し、センシング/イメージング構造に到達すること、及び、その性能に悪影響を及ぼすことを防止する方策がない。 For example, due to the considerable length of the sheath and the extremely small inner diameter (generally an effective length in the range of about 0.3 cm to about 20 cm and an inner diameter in the range of about 0.05 cm to about 0.1 cm) Pushing through the entire length from the proximal end of the sheath requires considerable pressure. Also required here is an attached one-way check valve and a removable syringe and additional parts in the form of a hose fitting, which undesirably increases the overall system cost. . The check valve also creates an obstruction near the handpiece portion of the system when the sensing / imaging structure is manually operated. In addition, measures are currently being taken to prevent air bubbles on the distal side and release them from the inside of the drive cable during system operation to reach the sensing / imaging structure and adversely affect its performance. There is no.
前述したところから容易に理解できるように、概して上述したタイプの医療用カテーテルを洗浄するための、改良された機器および関連する方法の必要性は存在する。本発明が主として対象とするのは、この必要性に対してのものである。 As can be readily appreciated from the foregoing, there is a need for improved equipment and associated methods for cleaning medical catheters of the type generally described above. It is to this need that the present invention is primarily directed.
第一の典型的に開示する実施形態に従う、本発明の原理の実施においては、例示的にはIVUSカテーテルであるが、あるいは、たとえば、光音響、光学コヒーレンス・トモグラフィー、位相配列/複合振動子または分光タイプのカテーテルのような他のタイプとすることができる医療用センシングカテーテルを提供する。 In the practice of the principles of the invention, according to the first exemplary disclosed embodiment, is illustratively an IVUS catheter, or alternatively, for example, photoacoustic, optical coherence tomography, phased array / composite transducer or A medical sensing catheter that can be of other types, such as a spectroscopic type catheter, is provided.
当該カテーテル構造は、その洗浄(flushing)の改善をもたらし、例示的には、近位端および、患者の体の領域に挿入可能な開口遠位端を有する細長い柔軟なシースと、前記シースの内部を通って長手方向に延びるとともに、それに対して移動可能な細長い柔軟な内部構造とを含む。前記内部構造は遠位端部を有し、これは、その上に配置されたセンシング要素を有するとともに、患者の体の領域、典型的には動脈に対する診断情報を作成することに用いることが可能な信号を生成するよう作動する。典型的には、センシング要素は超音波振動子である。 The catheter structure provides improved flushing, illustratively an elongated flexible sheath having a proximal end and an open distal end insertable into a region of the patient's body, and an interior of the sheath And an elongated flexible internal structure extending longitudinally therethrough and movable relative thereto. The internal structure has a distal end that has a sensing element disposed thereon and can be used to create diagnostic information for a region of the patient's body, typically an artery. Operates to generate a correct signal. Typically, the sensing element is an ultrasonic transducer.
前記内部構造と前記シースとの間には、前記内部構造を囲むとともに、前記シース内に受容される内部構造の実質的に全体の長さに沿って延びる通路または、実質的にバリアフリーのスペースが配置される。この発明の重要な特徴によれば、インペラー構造は、前記内部構造により保持されるものであって、前記シースに対する前記内部構造の回転に応じて、洗浄液を、その供給源から近位側で前記シースに通して、支持構造の外部に沿って前記支持構造に向けて流動させ、その後に、実質的にバリアフリーのスペースに通し、前記支持構造と前記シースの対向内側表面との間に空気が介在することを防ぐ態様で、洗浄液流動させるよう作動する。典型的に開示する実施形態では、前記インペラー構造は、前記内部構造の前記遠位端部上に外面的に形成された螺旋状表面溝または、外部インペラー羽根とすることができる。 Between the inner structure and the sheath, a passage or a substantially barrier-free space surrounding the inner structure and extending along substantially the entire length of the inner structure received in the sheath Is placed. According to an important feature of the invention, an impeller structure is held by the internal structure, and in response to rotation of the internal structure with respect to the sheath, the cleaning liquid is supplied proximally from the supply source. Through the sheath and flow toward the support structure along the exterior of the support structure and then through a substantially barrier-free space where air is interposed between the support structure and the opposing inner surface of the sheath. It operates to cause the cleaning fluid to flow in a manner that prevents intervening. In an exemplary disclosed embodiment, the impeller structure may be a spiral surface groove formed externally on the distal end of the internal structure or an external impeller blade.
カテーテルが典型的に動脈内に配置されたとき、動脈内からの血液は、洗浄液として用いられるとともに、その後に、実質的にバリアフリーのスペースから、シース内に形成された選択的な血液排出口を介して、動脈に戻され得る。あるいは、体内におけるカテーテルの使用に先立ち、シースの内部は、食塩水のような、血液でない洗浄液を使用する同様の態様にて洗浄され得る。 When a catheter is typically placed in an artery, blood from the artery is used as a irrigation fluid and then a selective blood outlet formed in the sheath from a substantially barrier-free space. Can be returned to the artery. Alternatively, prior to use of the catheter in the body, the interior of the sheath can be cleaned in a similar manner using a non-blood cleaning solution, such as saline.
この発明の他の開示される側面によれば、通常は上述したような構造を有する医療用センシングカテーテル内から、空気を洗浄する方法であって、(1)シースに対する内部構造の遠位端部の回転に応じて、洗浄液を、前記シースの開口遠位端部に内側で通して、その供給源から引き出すべく、前記内部構造の前記遠位端部を構成するステップ、および、(2)前記シースに対して前記内部構造を回転させることにより、前記内部構造の前記遠位端部と前記シースの対向内側表面部分との間への空気の介在を防ぐ態様で、供給源からの洗浄液を、その後に、前記内部構造の前記遠位端部に向けて、近位側で前記シースに通して、前記内部構造の前記遠位端部の外部に沿わせ、その後、近位側で実質的にバリアフリーのスペースに通して流動させるステップを備える方法が提供される。この典型的な方法によりもたらされるカテーテル洗浄技術では、血液または、血液でない洗浄液を用いることができる。 According to another disclosed aspect of the invention, there is a method for flushing air from within a medical sensing catheter having a structure as described above, generally comprising: (1) the distal end of the internal structure relative to the sheath Configuring the distal end of the internal structure to pass cleaning fluid inwardly through the open distal end of the sheath and withdrawing from its source in response to rotation of the sheath; and (2) the By rotating the internal structure relative to the sheath, in a manner that prevents air from being interposed between the distal end of the internal structure and the opposing inner surface portion of the sheath, a cleaning liquid from a source is Thereafter, toward the distal end of the internal structure, it is passed through the sheath on the proximal side, along the exterior of the distal end of the internal structure, and then substantially on the proximal side. Fluidized through a barrier-free space Method is provided comprising that step. The catheter cleaning technique provided by this exemplary method can use blood or non-blood cleaning fluid.
典型的に開示するカテーテル構造及び、本発明によりもたらされるような関連するカテーテルの使途を使用することで、近位側で駆動されてカテーテルシースを通る洗浄液の流れは、支持構造に隣接する内部シース空気が、振動子とシースの対向内側表面部分との間に望ましくなく介在することを継続的に防止し、また、内部構造の回転により生成される空気が、支持構造を保持する振動子の遠位側に移動することを防止する移動液体バリアを形成する。 Using the catheter structure typically disclosed and the associated catheter application as provided by the present invention, the flow of cleaning fluid through the catheter sheath driven proximally causes the inner sheath to be adjacent to the support structure. Air is continually prevented from interposing undesirably between the transducer and the opposed inner surface portion of the sheath, and the air generated by rotation of the internal structure causes the transducer to hold the support structure A moving liquid barrier is formed to prevent movement to the distal side.
本発明の第二の典型的に開示する実施形態では、例示的にはIVUSカテーテルであるが、あるいは、たとえば、光音響、光学コヒーレンス・トモグラフィー、位相配列/複合振動子または分光タイプのカテーテルのような他のタイプの医療用センシングカテーテルとすることができる医療用センシングカテーテル機器を提供する。当該カテーテル構造は、洗浄の改善をもたらし、例示的には、近位端および、患者の体の領域に挿入可能な開口遠位端を有する細長い柔軟なシースと、前記シースの内部を通って長手方向に延びるとともに、それに対して移動可能な細長い柔軟な内部構造とを含み、前記内部構造は遠位端部を有し、これは、その上にセンシング要素を有するとともに、患者の体の領域に対する診断情報を作成することに用いることが可能な信号を生成するよう作動する。当該カテーテル機器の重要な特徴によれば、環状シール構造が、前記センシング要素に近位側で内部構造により、同軸に、かつ外部から保持されており、このシール構造は、前記シースの内面に滑動可能に、かつシール状態で係合するとともに、前記シースに対して前記内部構造とともに可動である。 In the second exemplary disclosed embodiment of the present invention, illustratively an IVUS catheter, or alternatively, for example, as a photoacoustic, optical coherence tomography, phased array / composite transducer or spectroscopic type catheter A medical sensing catheter device is provided that can be another type of medical sensing catheter. The catheter structure provides improved lavage, illustratively an elongate flexible sheath having a proximal end and an open distal end insertable into a region of the patient's body, and longitudinally through the interior of the sheath. An elongated flexible internal structure extending in a direction and movable relative thereto, said internal structure having a distal end, having a sensing element thereon and relative to a region of the patient's body Operates to generate signals that can be used to create diagnostic information. According to an important feature of the catheter device, an annular seal structure is held coaxially and externally by an internal structure proximal to the sensing element, and the seal structure slides on the inner surface of the sheath. Engageable and sealable and movable with the internal structure relative to the sheath.
当該カテーテル機器の構造的側面によれば、前記シースに対して前記内部構造を近位側に移動させて、洗浄液を遠位端に通して前記シース内で近位側に引き込み、その後、内部構造を、前記シースに対して遠位側に移動させて、遠位シース端に通して外側で、受け取った流体、及び空気をその中に放出することにより、環状シール構造は、前記シースの遠位端部が、そこから望ましくない空気を放出する態様で洗浄されることを可能にし、それにより、洗浄液をシースの全長に通して遠位側に押し出すことによる必要な洗浄作業を行うことの従来の必要性を取り除く。 According to the structural aspect of the catheter device, the inner structure is moved proximally with respect to the sheath, and cleaning fluid is drawn through the distal end and proximally within the sheath, after which the inner structure Is moved distally with respect to the sheath and expelled received fluid and air into the outer end through the distal sheath end, thereby allowing the annular seal structure to move distally of the sheath. The conventional of allowing the end to be cleaned in a manner that releases undesirable air therefrom, thereby performing the necessary cleaning operations by pushing the cleaning liquid distally through the entire length of the sheath. Remove the need.
本発明の第二実施形態の他の構造では、インペラー構造は、センシング要素を保持する内部構造の部分上に設けられるものであって、シースに対する内部構造の回転に応じて、洗浄液を、シースの遠位端部に通して近位側に、シール構造に向けて引き込み、それにより、シースに対して内部構造を並進させることなしに、シースの遠位端部を洗浄する。 In another structure of the second embodiment of the present invention, the impeller structure is provided on a portion of the internal structure that holds the sensing element, and the cleaning liquid is supplied to the sheath according to the rotation of the internal structure with respect to the sheath. Withdrawing proximally through the distal end and toward the sealing structure, thereby cleaning the distal end of the sheath without translating the internal structure relative to the sheath.
本発明の他の開示する側面によれば、近位端および、患者の体の領域内に挿入可能で開口遠位端を有する細長い柔軟なシースと、前記シースの内部を通って長手方向に延びるとともに、それに対して移動可能な細長い柔軟な内部構造とを有する医療用センシングカテーテルとともに使用するための空気洗浄方法であって、前記内部構造が遠位端部を有し、該遠位端部が、その上に配置されるセンシング要素を有するとともに、前記シースに対する前記内部構造の移動中に、患者の体の領域に対する診断情報の作成に用いることが可能な信号を生成するよう作動する方法が提供される。 In accordance with another disclosed aspect of the present invention, an elongated flexible sheath having a proximal end and an open distal end that is insertable into a region of a patient's body and extends longitudinally through the interior of the sheath. And an air irrigation method for use with a medical sensing catheter having an elongate flexible internal structure movable relative thereto, wherein the internal structure has a distal end, A method having a sensing element disposed thereon and operative to generate a signal that can be used to create diagnostic information for a region of a patient's body during movement of the internal structure relative to the sheath. Is done.
幅広い観点から、該方法は、大量の洗浄液を、前記センシング要素に向けて、前記シースの開口遠位端に通して内側に流動させるステップ、および、その後に、大量の洗浄液の少なくとも一部および、前記シースの内部に既に配置されていた空気を、前記シースの遠位端部に通して外側に放出するステップを備える。該方法の開示する特徴によれば、そのような流動および放出ステップは、前記内部構造を前記シースに通して近位側および遠位側に並進させるステップをそれぞれ含むことができ、また、前記シースに対して前記内部構造を回転させることによりそれぞれ行うことができる。 From a broad perspective, the method includes flowing a large volume of cleaning fluid toward the sensing element and through the open distal end of the sheath, and then at least a portion of the large volume of cleaning fluid and Venting air that has already been placed inside the sheath through the distal end of the sheath to the outside. According to disclosed features of the method, such flow and release steps can include translating the internal structure through the sheath proximally and distally, respectively, and the sheath Respectively by rotating the internal structure.
ここで典型的に開示するカテーテル機器および関連する洗浄方法は、カテーテル洗浄作業全体の実質的な改善をもたらす。たとえば、血液が洗浄液として利用される場合、第二の音響媒体を使用することの必要性は取り除かれ、それにより、診断法の全材料コストを望ましく減らすことができ、また、遠位側で行われる洗浄手順を用いて、体内に導入される可能性のある多量の微粒子をも減らすことができる。ここで典型的に開示するカテーテル構造および関連する方法はさらに、ワークフローおよび、操作者のカテーテル使用の簡便性を改善し、洗浄手順に必要な時間を減らすとともに、空気に関連する画像の乱れの除去によって、診断画像の質を改善する。 The catheter devices and associated cleaning methods typically disclosed herein provide a substantial improvement in the overall catheter cleaning operation. For example, if blood is utilized as a wash fluid, the need to use a second acoustic medium is eliminated, thereby desirably reducing the overall material cost of the diagnostic method and performing it distally. The irrigation procedure can also reduce the amount of particulates that can be introduced into the body. The catheter structures and associated methods typically disclosed herein further improve workflow and ease of use of the catheter by the operator, reduce the time required for the cleaning procedure, and eliminate air-related image disturbances. Improve the quality of diagnostic images.
図1に概略的に示すものは、医療用センシングカテーテル機器であって、典型的には、患者の動脈12内に動作可能に挿入されて、診断動脈イメージング手順を行い得る血管内カテーテル10の形態をなす。非限定的な例として、カテーテル10は、単一の回転可能な振動子タイプのIVUS(血管内超音波)カテーテルであるが、それに代えて、長いドライブシャフトもしくはケーブル構造上に配置されてシースに包まれた可動センシング/イメージング要素を実装する体の部分の内部構造の可視化に用いるためのカテーテルベースのシステムの様々な他のタイプの一つとすることができ、これには、限定されるものではないが、本発明の原理から逸脱することなしに、光音響、光学コヒーレンス・トモグラフィーおよび 分光システムが含まれる。
Illustrated schematically in FIG. 1 is a medical sensing catheter device, typically a form of an
カテーテル10は、開口遠位端16および近位端17を有する細長い柔軟なチューブ状の外側シース14を含む。シース14の有効長さ(すなわち、患者内に動作可能に挿入できるその長さ)は、その内径より極めて長い。例示的には、有効シース長さは、約0.3cmから約20cmまでの範囲であり、また、シース内径は、約0.05cmから約0.1cmまでの範囲である。シース14の内部に移動可能に配置されるのは、細長い柔軟な内部構造18であり、これは、その遠位端に固定される支持構造22(一般には「缶(can)」と称する)を有する細長い柔軟なドライブシャフトもしくはケーブル20を備えるとともに、例示的には単一の超音波振動子24の形態をなすセンシング/イメージング要素を保持する。
シースの近位端17および、その中のドライブシャフトもしくはケーブル20の近位端は、従来の構造の、適切なPIM(患者インターフェースモジュール)に動作可能に接続され、これは、振動子24に電力を供給するとともに、そこからイメージング信号を受信する。PIMはまた、図1に矢印26、28でそれぞれ示すように、シース14に対する内部構造18の並進および回転を選択的に駆動するよう作動することができる。あるいは、別個の駆動構造が、シース14に対して内部構造18を同様に駆動することができ、または、必要に応じて、シース14に対する内部構造18の並進および回転移動は、手動で実現されることができる。
The proximal end 17 of the sheath and the proximal end of the drive shaft or
図1に見られるように、外側シース14と内部構造18との間には、実質的にバリアフリーのスペースまたは通路30が配置され、これは、内部構造18を囲んで、シース14内に収納される内部構造18の実質的に全長に沿って延びる。本発明の特徴によれば、インペラー構造は、支持構造22上に外部から配置されるものであって、例示的には、振動子24の近位側で柔軟な内部構造18の支持構造部分22上に配置された複数のインペラー羽根32の形態をなす。あるいは、図2に示すように、インペラー構造は、振動子24の近位側で支持構造22の外側表面に形成された適切な螺旋溝34を備えることができる。
As seen in FIG. 1, a substantially barrier-free space or
図1に示すように、動脈12内に収納されるカテーテル10により、矢印28で示すように、単にシース14に対して内部構造18を回転させることで、シース14の内部は容易に洗浄することができ、その中の望ましくない空気を放出させる。インペラー構造32(あるいは、場合によっては図2のインペラー構造34)によるそのような回転は、動脈12内からの血液36が、シース14の開口遠位端16を通って内側に流れるとともに、支持構造22に沿って外側で流れ、その後に、実質的にバリアフリーの環状通路30を通って近位側に流れることを引き起こす。それにより、近位側に流れる血液36は、洗浄液として利用されて、シース14の内部から望ましくない空気を取り除くとともに、シース14に形成された選択的な側壁血液排出口38を介して、動脈12内に戻って移動し得る。
As shown in FIG. 1, the inside of the
シース14を通って近位側で駆動される洗浄液のこの流れは、支持構造22に隣接する内側シース空気が、振動子24とシース14の対応内側表面部分との間に望ましくなく介在することを継続的に防止し、また、高速回転するドライブシャフトもしくはケーブル20により生成される空気が、支持構造22の遠位側に移動することを防止する移動液体バリアを形成する。
This flow of cleaning liquid driven proximally through the
図3および4に概略的に示すものは、先述した医療用センシングカテーテル機器10の他の実施形態10aである。カテーテル10aは、患者の動脈12内に動作可能に挿入されて、診断動脈イメージング手順を行うことができる。非限定的な例として、カテーテル10aは、単一の回転可能な振動子タイプのIVUS(血管内超音波)カテーテルであるが、それに代えて、細長いドライブシャフト構造上に配置されてシースに包まれた可動センシング/イメージング要素を実装する体の部分の内部構造の可視化に用いるためのカテーテルベースのシステムの様々な他のタイプの一つとすることができ、これには、本発明の原理から逸脱することなしに、光音響、光学コヒーレンス・トモグラフィー、位相配列/複合振動子および分光システムが含まれる。
Shown schematically in FIGS. 3 and 4 is another embodiment 10a of the medical
カテーテル10aは、開口遠位端16aおよび近位端17aを有する細長い柔軟なチューブ状の外側シース14aを含む。シース14aの有効長さ(すなわち、患者内に動作可能に挿入できるその長さ)は、その内径よりかなり大きい。例示的には、有効シース長さは、約0.3cmから約20cmまでの範囲であり、また、シース内径は、約0.05cmから約0.1cmまでの範囲である。シース14aの内部に移動可能に配置されるのは、細長い柔軟な内部構造18aであり、これは、その遠位端に固定されるハウジング構造22aを有する細長い柔軟なドライブシャフトもしくはケーブル20aを備えるとともに、例示的には単一の超音波振動子24aの形態をなすセンシング要素を支持する。
Catheter 10a includes an elongate flexible tubular
シース14aの近位端17および、その中のドライブケーブル20aの近位端は、従来の構造の、適切なPIM(患者インターフェースモジュール)に動作可能に接続され、これは、振動子24aに電力を供給するとともに、そこからイメージング信号を受信する。PIMはまた、図3に矢印26a、28aでそれぞれ示すように、シース14aに対する内部構造18aの並進および回転を選択的に駆動するよう作動する。あるいは、別個の駆動構造が、シース14aに対して内部構造18aを同様に駆動することができ、または、必要に応じて、シース14aに対する内部構造18aのそのような並進および回転移動は、手動で実現され得る。
The proximal end 17 of the
図4を参照するに、本発明の重要な側面によれば、カテーテル10aはまた環状シール構造40を備え、これは、振動子24aに近位側で隣接する内部構造18aのハウジング部分22aに支持されるとともに、それを同軸に囲む。シール構造40は、シース14aの内面に滑動可能に、かつシール状態で係合し、シース14aに対し、内部構造18aとともに、並進および回転移動が可能である。非限定的な例として、シール構造40は、一以上のメタルリング(例示的には溶接ステンレス鋼リング)、PTFEテープ材料等のテープ材料、または、内部構造18上にオーバーモールドされた少なくとも一の環状弾性シール部材を含む様々なタイプとすることができる。
Referring to FIG. 4, according to an important aspect of the present invention, the catheter 10a also includes an
シール構造40の特有の規定(The unique provision)は、カテーテル10aのシース部分14aが洗浄されることを可能にし、それにより、洗浄液を、シース14aの内部の全長に通して遠位側に押し込むことに関連する従来の問題、制約および不都合なしに、その内部から空気を除去することができる。そのような洗浄の改良が、本発明により、どのようにして達成され得るかについての例は、図5A〜5Dに概略的な形で連続して示す。
The unique provision of the
まず、図5Aに示すように、シース14aの下方を向く開口遠位端16aに隣接するハウジング構造22aにより、遠位シース端16aを、適切な容器44内における多量の洗浄液、典型的には食塩水42中に浸漬する。その後、内部構造18aを、(図5Aに矢印46で示すように)シース14a内から、図5Bの位置に上昇させる。シール構造40のこの上昇は、シース14aの内側部分内にその下側で真空を作り出し、それにより、シール構造40の下側において、食塩水42の量42aを、シース14aの内側部分内で上方へ引き上げる。
First, as shown in FIG. 5A, the
次に、図5Cに示すように、遠位シース端16aを上方に向けて反転し、シース14を(図5Cに矢印48で示すように)たたいて、シール構造40の遠位側でシース14a内の空気50を、遠位シース端16aに上昇させる。最後に、(図5Dに矢印52で示すように)内部構造18aを、遠位シース端16aに向けて上方に押し上げ、それにより、食塩水42aを(その中に混入される空気50とともに)、開口遠位シース端16aに通して外側に放出させ、それにより、カテーテルシース洗浄作業が完了する。
Next, as shown in FIG. 5C, the distal sheath end 16a is turned upside down and the
この改良洗浄技術を用いることは、患者の使用のためにカテーテル10aを準備するべく、シース14aの全体の遠位端部だけが洗浄される必要があること、および、全体の洗浄作業が、大きく単純化されるとともに速められることを要することに留意すべきである。さらに必要な洗浄を実現する設備コストは望ましく低減される。かかる洗浄作業の効率もまた向上し、このことは、柔軟なドライブケーブル20aの急速な操作回転により生成され、遠位側に到達して振動子24aのイメージング性能を妨げる気泡に対し、シール構造40がバリアを形成することの事実に起因する。
Using this improved cleaning technique requires that only the entire distal end of the
図6に、代替的なカテーテル実施形態10bで、本発明の原理を具体化する改良シースおよびハウジング構造14b、22bを用いて実行される代替的な洗浄方法を概略的に示す。図6に示すシース14bは、その開口遠位端16bに隣接して、その中に側壁ベント開口部54を形成することにより改良されたものである。図6に示すハウジング22bは、その外部上にインペラー構造、典型的には複数のインペラー羽根56を形成することにより改良されたものであり、これは、振動子24bとシール構造40bとの間に配置される。 FIG. 6 schematically illustrates an alternative cleaning method performed with an improved sheath and housing structure 14b, 22b embodying the principles of the present invention in an alternative catheter embodiment 10b. The sheath 14b shown in FIG. 6 is improved by forming a side wall vent opening 54 therein adjacent to the open distal end 16b. The housing 22b shown in FIG. 6 is improved by forming an impeller structure, typically a plurality of impeller blades 56, on the exterior thereof, between the vibrator 24b and the seal structure 40b. Be placed.
食塩水42中に浸漬されるシース14bの遠位端16b、遠位端16bに隣接するハウジング構造22bおよび、ベント開口部54の近位側に配置されたシール構造40により、内部構造18bは、シース14bに対する内部構造18bの並進なしに、矢印58で示すように回転駆動される。回転するインペラー構造56は、シース24bの内部における食塩水42の部分42bを上方に引き上げ、そして、それを(シール構造40の下方からの空気とともに)、ベント開口部54に通して外側に放出し、それにより、洗浄作業が完了する。
Due to the distal end 16b of the sheath 14b submerged in the
図7に、図6に示すハウジング構造22bの他の実施形態22cを概略的に示す。図6のハウジング構造22c上に外部から形成されたインペラー構造(図6の羽根56と同じ機能を実行する)が、ハウジング構造22cの外面に形成された螺旋状の外側壁溝60によって規定されるとともに、振動子24cと環状シール構造40cとの間に配置されることを除いて、図7のハウジング構造22cは、図6のハウジング構造22bと同一である。
FIG. 7 schematically shows another embodiment 22c of the housing structure 22b shown in FIG. An impeller structure formed from the outside on the housing structure 22c of FIG. 6 (which performs the same function as the blade 56 of FIG. 6) is defined by a spiral
理解できるように、上述した例示的な実施形態における本発明は、カテーテル洗浄作業全体の実質的な改善をもたらす。たとえば、血液が洗浄液として用いられる場合、第二の音響媒体を用いることの必要性は取り除かれ、それにより、診断法の全材料コストを望ましく減少させるとともに、遠位側に対する洗浄手順を用いて、体内に導入される可能性があり得る微粒子の量を減少させる。上述した洗浄構造および方法はさらに、ワークフローおよび操作者の使用の容易さを改善し、洗浄手順に要する時間を短縮し、また、空気に関連する画像の乱れの排除により、診断画像の質を改善する。 As can be appreciated, the present invention in the exemplary embodiment described above provides a substantial improvement in the overall catheter cleaning operation. For example, if blood is used as a wash fluid, the need to use a second acoustic medium is eliminated, thereby reducing the overall material cost of the diagnostic method and using a wash procedure for the distal side, Reduce the amount of microparticles that can be introduced into the body. The cleaning structure and method described above further improves the ease of use of the workflow and operator, reduces the time required for the cleaning procedure, and improves diagnostic image quality by eliminating air-related image disturbances. To do.
前述の詳細な説明は、単に説明および例により与えられるものとして明白に理解されるべきであり、本発明の趣旨および範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。 The foregoing detailed description is to be clearly understood as merely given by way of illustration and example, and the spirit and scope of the present invention is limited only by the appended claims.
Claims (24)
近位端および、患者の体の領域に挿入可能な開口遠位端を有する細長い柔軟なシースと、
前記シースの内部を通って長手方向に延び、前記シースに対して移動可能な細長い柔軟な内部構造であって、遠位端を有する細長い柔軟なドライブ部材、前記ドライブ部材の前記遠位端に固定される支持構造、および、前記支持構造に保持されて、患者の体の領域に関する診断情報の作成に用いることができる信号を生成するよう作動するセンシング要素を有する当該内部構造と、
前記内部構造により保持されて、前記シースに対する前記内部構造の移動に応じて、洗浄液の、その供給源から前記シースの前記内部を通る流動を引き起こし、その後に前記洗浄液を、前記シースから放出させるよう作動する洗浄機器と
を備える医療用センシングカテーテル機器。 A medical sensing catheter device,
An elongated flexible sheath having a proximal end and an open distal end insertable into a region of the patient's body;
An elongate flexible internal structure extending longitudinally through the interior of the sheath and movable relative to the sheath, the elongate flexible drive member having a distal end, secured to the distal end of the drive member And the internal structure having sensing elements that are held in the support structure and that are operative to generate signals that can be used to create diagnostic information about a region of the patient's body;
Retained by the internal structure, causing a flow of cleaning liquid from its source through the interior of the sheath in response to movement of the internal structure relative to the sheath, and thereafter causing the cleaning liquid to be released from the sheath A medical sensing catheter device comprising an operating cleaning device.
前記洗浄機器が、内部構造に保持されて、前記支持構造と前記シースの対向内側表面部分との間への空気の介在を阻止する態様で、前記シースに対する前記内部構造の回転に応じて、前記洗浄液を、遠位側に前記シースに通して前記支持構造に向けて流動させるとともに、前記支持構造の外部に沿って流動させ、その後に実質的にバリアフリーのスペースの一部に通して流動させるインペラー構造を備える請求項1に記載の医療用センシングカテーテル機器。 The internal structure and the sheath are disposed therebetween to enclose the internal structure and provide a substantially barrier-free space extending along substantially the entire length of the internal structure housed within the sheath. Have
The cleaning device is held by an internal structure and prevents air from being interposed between the support structure and the opposed inner surface portion of the sheath, in response to rotation of the internal structure relative to the sheath, A cleaning fluid is flowed distally through the sheath toward the support structure, and flows along the exterior of the support structure, and then through a portion of the substantially barrier-free space. The medical sensing catheter device according to claim 1, comprising an impeller structure.
前記シースの遠位端部を洗浄液中に浸漬させるとともに、前記シースに対して前記内部構造を回転させることにより、前記シースの遠位部分が洗浄されることができる請求項20に記載の医療用センシングカテーテル機器。 The medical sensing catheter device is further arranged to extend through the sheath and the impeller structure to form a drain through which fluid is drawn proximally toward the seal structure through the sheath. With vent opening,
21. The medical device of claim 20, wherein the distal portion of the sheath can be cleaned by immersing the distal end of the sheath in a cleaning solution and rotating the internal structure relative to the sheath. Sensing catheter device.
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