JP2017500932A - 血管内圧を評価するデバイス、システム及び方法 - Google Patents

血管内圧を評価するデバイス、システム及び方法 Download PDF

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Abstract

細長い本体と、第1の圧力センサと、センサに隣接して配置されるセンタリングアセンブリとを含む血管内圧測定装置が説明される。1つの態様では、細長い本体は、遠位端から近位端まで均一直径を有する。別の態様では、均一直径は、0.035インチ以下である。更に別の態様では、細長い本体は、複数の強化フィラメントを有するカテーテルであり、フィラメントは、センサを近位端に電気的に接続するために使用される。

Description

本開示の実施形態は、概して、医療デバイスの分野に関し、より具体的には、脈管内の圧力を評価するデバイス、システム及び方法に関する。特に、本開示は、脈管を通る流体の流れに対する閉塞及び他の制限の深刻度の評価に関する。本開示の態様は、場合によっては生物学的脈管の評価に、特に適している。例えば本開示の幾つかの特定の実施形態は、人間の血管の狭窄の評価のために具体的に構成される。
心疾患は、世界中の何百万人もの人に影響を及ぼしている深刻な健康状態である。心疾患の1つの大きな原因は、血管内の血流量を減少させる血管の閉塞又は病変部位の存在である。従来、外科医は、治療を導くために、X線蛍光透視(平面)画像に依存して、血管の外形又はシルエットを表示させている。残念ながら、X線蛍光透視画像のみを使用すると、閉塞の原因となっている病変部位の正確な範囲及び向きに関する不確定さを大幅に増やし、治療対象の狭窄の正確な場所を見つけることが難しい。更に、X線蛍光透視法は、外科的治療後の血管の評価にはあまり適していない再評価方法である。
現在、虚血による病変を含む血管内の狭窄の深刻度を評価するために、受け入れられている技術は、冠血流予備量比(FFR)である。FFRは、病変部位から遠位で取られる狭窄動脈内の最大血流量の正常最大血流量に対する比として定義される。したがって、所与の狭窄について、FFRを計算するためには、2つの血圧測定が行われる。狭窄部位から遠位で又は下流において1つの測定が行われ、狭窄部位の近位で又は上流において1つの測定が行われる。FFRは、遠位圧力測定値の近位圧力測定値に対する比の計算である。FFRは、閉塞が血管内の血流を、治療が必要な程度にまで制限しているかどうかに関する判定を可能にする狭窄深刻度の指数を提供する。狭窄が制限的であるほど、狭窄部位の圧力降下が大きく、結果として得られるFFRが低い。FFR測定結果は、治療決定を導くための決定点として使用できる。健康的な血管におけるFFR正常値は、1.00であり、約0.80未満の値は、一般に、重大で治療を要すると判断される。一般的な治療選択肢としては、血管形成術、アテローム切除術及びステント埋め込み術が挙げられる。
病変部位の圧力勾配を測定する1つ方法は、ガイドワイヤ自体内に圧力センサが埋め込まれている感圧ガイドワイヤを使用する方法である。ユーザは、最初に、ガイドワイヤの圧力センサを、病変部位の遠位に配置し、遠位圧力を測定し、その後、ガイドワイヤを後方に引き込んで、センサを病変部位の近位に再配置して、近位圧力を測定する。この方法は、ドリフトや熱変動に対する感受性が高いことによる不正確な圧力測定値、閉塞部位にガイドワイヤを通す操縦の困難さ、高製造費、及び、時間のかかる再配置ステップ(特に、複数の病変部位が関与する状況の場合)という不利点を有する。更に、感圧ガイドワイヤは、しばしば、大動脈圧感知カテーテルといった大型の感圧デバイスに比べて、血管内圧測定を行う際の精度及び正確性が減少する。
病変部位の圧力勾配を測定するもう1つの方法は、しばしば、カテーテルに関連付けられているセンサハウジング内に含まれる血圧センサに接続された小型カテーテルを使用する方法である。しかし、この方法は、カテーテルが病変部位を横断する際に、カテーテル及びセンサハウジング自体が、病変部位の血流に対する追加の閉塞を形成し、病変部位のみによって引き起こされるよりも低い遠位血圧をもたらし、病変部位の測定された圧力勾配を実際よりも大きくしてしまうため、FFR測定にエラーを引き起こす。
既存の治療は、概して、その意図する目的に適正ではあるが、すべての点において、完全に申し分がないわけではない。本開示のデバイス、システム及び関連の方法は、従来技術の欠点のうちの1つ以上を解決する。
1つの例示的な実施形態において、本開示は、センサと、カテーテルを関心の血管の略中心に置くためのセンタリングアセンブリとを有するマイクロカテーテルの装置について説明する。一例では、センサは圧力センサである。更なる態様では、感知マイクロカテーテルは、0.014インチの直径のガイドワイヤを受け入れるのに十分に大きい直径を有する内部通路と、0.035インチ以下の外径とを有する。
更なる実施形態では、本開示は、非限定的な例として、FFR値の計算を含む血管内圧の評価のために感圧カテーテルを使用するデバイス、システム及び方法に概して関する。場合によっては、本開示の実施形態は、血管内の狭窄病変部位に近位及び遠位の圧力を測定する。本開示の実施形態は、カテーテルの壁に埋め込まれた圧力センサを含むか、感知カテーテルの外径を平滑化する可動スリーブを有する。幾つかの実施形態では、本明細書に開示される感圧カテーテルは、ガイドワイヤが、遠位端に隣接するカテーテル本体から出るモノレール又は高速交換カテーテルとして構成される。他の実施形態では、本明細書に開示される感圧カテーテルは、従来のオーバー・ザ・ワイヤ・カテーテルとして構成される。本明細書に開示される感圧カテーテルは、圧力測定手順中にかなり静止することができる既存のガイドワイヤ(例えば従来の0.014インチガイドワイヤ)を使用して、ユーザが圧力測定値を入手できるようにする。したがって、本明細書に開示される感圧カテーテルは、ガイドワイヤの元の位置を失うことなくカテーテルを引き戻した時に、ユーザが、血管内の病変部位に関する生理的情報を入手できるようにする。
上記の一般的な説明及び下記の詳細な説明は共に、本来は例示的であり、本開示の範囲を限定することなく、本開示の理解を提供することを意図していることを理解されたい。この点において、本開示の追加の態様、特徴及び利点は、下記の詳細な説明から、当業者には明らかとなるであろう。
添付図面は、本明細書に開示されるデバイス及び方法の実施形態を例示し、下記の詳細な説明と共に、本開示の原理を説明する。
図1は、本発明の一実施形態による感知システムの略部分斜視図である。 図2は、本発明の一実施形態によるマイクロカテーテル感知システムの略部分横断側面図である。 図3は、図2の線3−3に沿って取られた横断面を示す。 図4は、図2の線4−4に沿って取られた横断面を示す。 図5は、図2のマイクロカテーテルの近位部の部分側面図である。 図6は、図5のマイクロカテーテルの近位部の部分側面図である。 図7は、図6のマイクロカテーテルの端面図である。 図8は、本発明の別の態様による感知マイクロカテーテルの部分断面図である。 図9は、本発明の一実施形態による感知システムの略部分斜視図である。 図10Aは、本発明の第2の実施形態による感知システムの略部分斜視図である。 図10Bは、図10Aと同様の代替感知カテーテルの斜視図を示す。 図11は、本発明の別の態様による感知カテーテルの更なる実施形態の部分斜視図である。 図12は、本発明の別の態様による感知カテーテルの更に別の実施形態の部分斜視図である。
本開示の原理の理解を助けるために、図面に例示される実施形態を参照し、当該実施形態を説明するために、特殊用語を使用する。しかし、当然ながら、開示範囲の制限は、意図していない。本開示が関連する当業者が、慣習に従って想到できるように、説明されるデバイス、器具、方法に対する任意の変更及び更なる修正と、本開示の原理の任意の更なる応用とは十分に考えられている。特に、1つの実施形態に対して説明される特徴、構成要素及び/又はステップは、本開示の別の実施形態に対して説明される特徴、構成要素及び/又はステップと組み合わされてもよいことが十分に考えられる。更に、本明細書において提供される寸法は、具体例のためであり、本開示の概念を実施するために、異なるサイズ、寸法及び/又は比率を利用できることも考えられる。しかし、簡潔さの便宜上、これらの組み合わせの多くの繰り返しは、個々には説明されない。また、簡単にするために、場合によっては、同じ参照符号が、同じ又は同様の部分を示すために、図面の全体を通して使用される。
本開示は、非限定的な例として、FFR値の計算を含む血管内圧又は静脈内圧の評価のために感圧カテーテルを使用するデバイス、システム及び方法に概して関する。場合によっては、本開示の実施形態は、血管内の狭窄病変部位に近位及び遠位の圧力を測定する。本明細書に開示される感圧カテーテルは、圧力測定手順中にかなり静止することができる既存のガイドワイヤ(例えば従来の0.014インチ(1インチ=2.54cm)ガイドワイヤ)を使用して、ユーザが圧力測定値を入手できるようにする。したがって、本明細書に開示される感圧カテーテルは、ガイドワイヤの元の位置を失うことなくカテーテルを引き戻した時に、ユーザが、血管内の病変部位に関する生理的情報を入手できるようにする。更に、1つの態様では、感知マイクロカテーテルは、従来の周辺治療デバイスが、当該マイクロカテーテルを、バルーンといった治療デバイスを適切な場所に位置付けるためのガイド部材として使用できるように、0.035インチ以下の外径を有する。更に、治療デバイスは、マイクロカテーテルセンサを動かすことなく、展開され及び引き込まれるので、治療後に、有効性を決定するために圧力を感知することができる。
図1は、本開示の一実施形態による管状構造体V(例えば血管)内の圧力を測定する医療システム100を示す。幾つかの実施形態では、医療システム100は、入手した圧力測定値に基づいて、FFRを計算する。医療システム100は、2つのセンサ110及び112が、その遠位部に埋め込まれている感圧マイクロカテーテル102を含む。図1は、カテーテル壁102に埋め込まれている圧力センサ110を示す。この実施形態及び本明細書に開示される他の実施形態の両方において、圧力センサ110は、カテーテル壁に埋め込まれている間も機能を維持するのに十分に応力耐性のある任意のタイプの圧力センサを含む。例えば圧力センサ110は、容量式センサ、ピエゾ抵抗圧力トランスデューサ、米国特許第8,298,156号及び第8,485,985号並びに米国特許出願公開第2013/0303914号及び第2013/0131523号(それぞれ、参照することにより、その全体が本明細書に組み込まれる)に開示されるような光ファイバー圧力センサ、シリコンバックボーンを有するセンサ、又は、必要な耐久性及び応力耐性を有する任意の他のタイプの圧力センサを含む。場合によっては、センサ110は、センサ要素のアレイ又は複数のセンサ要素(例えば容量式圧力センサアレイ)を含む。図示される実施形態では、センサ110は、センサダイアフラムアセンブリを含む。幾つかの実施形態では、センサダイアフラムアセンブリは、流体圧力を測定するように構成された弾性ダイアフラムによって覆われる凹部を有する本体を含む。ダイアフラムは、ダイアフラムの周りの圧力の変化に応じて撓み、これにより、例えば血圧の変化を反映している。したがって、センサ110は、ダイアフラムアセンブリに伝わる圧力の変化を測定し、送信することができる。更に、図示されるカテーテルは、圧力センサの観点から説明されるが、カテーテルに配置される感知要素のタイプは、本開示の全教示内容を制限するものではないと考えられる。より具体的には、カテーテルの1つのセンサが圧力センサである一方で、追加の1つ以上のイメージングセンサ又は流量センサが、本開示のセンサとして組み込まれてもよいことが考えられる。例えばセンサ110及び112は、例えば血管内超音波(IVUS)によって周囲血管をイメージングでき、及び/又は、血管内の流量を検出できる超音波トランスデューサであってもよい。
図示される実施形態では、マイクロカテーテルは、米国特許第6,030,371号及び第7,776,380号に見出されるような既知の技術を使用して、センサ110及び120と共に形成される。これらの特許は、いずれも、参照することにより、その全体が本明細書に組み込まれる。カテーテル形成技術は、以下に説明されるチャネル、通路及び導体部材を形成するために使用される。
感知マイクロカテーテル102は、カテーテルの外壁から外側に延在して、周囲の血管壁と係合し、より正確なセンサ測定値のために、センサを血管壁から離し、血管の一次流動内へと動かすセンタリングアセンブリ150を含む。図1乃至図4を参照するに、センタリングアセンブリは、カテーテル102の外周の周りに均一に配置される4本の位置決めワイヤ152、154、156及び158を含む。各ワイヤ152、154、156及び158は、カテーテル本体の外面に画成される細長いチャネル160、162、164及び166を通り延在する。位置決めワイヤは、図2の場所153、157に示されるように、チャネルの遠位端に固定される。位置決めワイヤは、カテーテル102の管状通路(図3参照)内を延在し、摺動可能である。位置決めワイヤは、ステアリングアクチュエータ200を形成するように、環状凹部220内をカテーテル本体102に沿って線形に摺動する円形ノブ210(図5参照)に接合される。ノブ210が、矢印Cの方向に動かされると、位置決めワイヤは、図1及び図2に示されるセンタリング構成Aとなるように、カテーテル本体の遠位端におけるチャネルに隣接して外側に変形するまで、矢印Cの方向に動かされる。ノブが反対方向に動かされると、位置決めワイヤは、図2に示される挿入構成Bとなるように、チャネル内に引き込まれる。
別の態様では、感知カテーテルは、ユーザがカテーテルの先端を曲げることができ、これにより、カテーテルが適切な血管又は閉塞部位の周りへと導かれるステアリング機構300を含む。ステアリング機構は、位置194(図2)においてカテーテル本体102の遠位先端に固定される引張ワイヤ190を含む。引張ワイヤ190は、カテーテルの近位端まで、小さい通路192を通り、カテーテル本体102内に摺動可能に延在する。近位端において、引張ワイヤは、ノブ310に接合される。ノブ310は、カテーテル本体の外側に形成される環状凹部320内に配置され、カテーテル本体に沿って長手方向に摺動できる。ノブが、カテーテル本体に沿って、前後に動かされると、引張ワイヤは、カテーテルの遠位先端を曲げるように作用する。
センサ110及び112は、導体114及び116を介して、近位処理セクション400につながっている。処理セクションは、センサにエネルギーを与え、センサデータを受信し、当該センサデータを処理し、ディスプレイ440又はLED430を介して、ユーザに出力を提供する特殊用途向け集積回路410を含む。更に、電池420が、カテーテル本体102内に配置され、ASIC、センサ、ディスプレイ及びLEDに給電する。ディスプレイ又はLEDを用いて、ユーザに、電池の充電情報を提供できる。RFコイル又はアンテナ450が、センサ出力を提供するために、若しくは、制御命令を受信するために、又は、その両方のために、他のデバイスと外部通信する手段として提供される。更に、幾つかの実施形態では、コイルは、電池420を充電する誘導結合のために使用されても、さもなければ、センサに給電するために使用されてもよい。
図5、図6及び図7を参照するに、マイクロカテーテル102は、その全長に沿って、ほぼ均一な直径D1を有する。より具体的には、センタリングアセンブリアクチュエータ210の直径D2は、D1と同じである。同様に、ステアリングアクチュエータ310の直径D3は、D1と同じであり、近位処理アセンブリの直径D4も、D1と同じである。更に、図示される実施形態では、ガイドワイヤ用通路106が、遠位端から近位端に延在する。一実施形態では、ガイドワイヤ用通路106は、0.014インチの外径を有するガイドワイヤ105を受け入れるようなサイズにされ、マイクロカテーテル102の最大外径は、遠位端から近位端まで、0.035インチ以下である。
使用時、ガイドワイヤ105及びマイクロカテーテル102は、患者内の様々な障害物を横断するように使用される。1つの態様では、マイクロカテーテル102の遠位端は、ガイドワイヤ105よりも、はるかに弾性である。蛇行血管又は大きい湾曲部を横断するという1つの使用において、ガイドワイヤは、マイクロカテーテル内で10cmほど引き込められ、ステアリングアセンブリが作動させられて、マイクロカテーテルの端が曲げられる。カテーテルは、所望の位置にまで、湾曲部に沿って前進させられる。所望位置に到達すると、ガイドワイヤは、マイクロカテーテルを通り前進させられ、アセンブリは硬化される。この作業は、アセンブリを、所望の方向に前進させるために繰り返される。更なる態様では、ガイドワイヤは、アセンブリが閉塞部位を通過するのを支援できる剛性遠位部を有していてもよい。剛性遠位部がなければ、閉塞部位によって、弾性マイクロカテーテルの先端は曲がってしまう。所望位置に到達すると、センサを使用して、血管内の流体の圧力及び流量といった血管特性が感知される、又は、血管の内部がイメージングされる。治療デバイスが、マイクロカテーテルを越えて前進させられ、血管を治療するように展開され、その後、引き込まれる。マイクロカテーテルのセンサを再び使用して、血管特性が感知されて、治療が成功したかどうかが決定される。
図8を参照するに、感知マイクロカテーテルの代替形態が示される。マイクロカテーテル800は、センサ810と、ガイドワイヤ用の内側通路804を取り囲む一連の強化繊維層とを含む。センサは、導体812を介して、導電強化フィラメント814に電気的に接続され、フィラメント814は、絶縁ポリマーによって封入されている。同様に、導体820が、センサを導電フィラメント822に接続し、導電フィラメント822は、非導電ポリマー824によって封入されている。最後に、導体830が、センサ810を導電フィラメント832に接続する。カテーテル本体の外側は、非導電ポリマー層834でコーティングすることによって完成される。結果として得られる構造体は、カテーテルの長さに延在する3つの導電バンドを有する繊維強化マイクロカテーテルを提供する。
次に、図9乃至図12を参照するに、開示される実施形態は、非限定的な例として、FFR値の計算を含む血管内圧の評価のために感圧カテーテルを使用するデバイス、システム及び方法に概して関する。場合によっては、本開示の実施形態は、血管内の狭窄豹変部に近位及び遠位の圧力を測定する。本開示の実施形態は、カテーテルの壁に埋め込まれた圧力センサを含むか、感知カテーテルの外径を平滑化する可動スリーブを有する。幾つかの実施形態では、本明細書に開示される感圧カテーテルは、ガイドワイヤが、遠位端に隣接するカテーテル本体から出るモノレール又は高速交換カテーテルとして構成される。別の実施形態では、本明細書に開示される感圧カテーテルは、従来のオーバー・ザ・ワイヤ・カテーテルとして構成される。本明細書に開示される感圧カテーテルは、圧力測定手順中にかなり静止することができる既存のガイドワイヤ(例えば従来の0.014インチガイドワイヤ)を使用して、ユーザが圧力測定値を入手できるようにする。したがって、本明細書に開示される感圧カテーテルは、ガイドワイヤの元の位置を失うことなくカテーテルを引き戻した時に、ユーザが、血管内の病変部位に関する生理的情報を入手できるようにする。
図9は、本開示の一実施形態による管状構造体V(例えば血管)内の圧力を測定する医療システム900を示す。幾つかの実施形態では、医療システム900は、入手した圧力測定値に基づいて、FFRを計算する。医療システム900は、ユーザインターフェース910と通信可能に結合される処理及び通信システム930と相互に接続される感圧カテーテル960を含む。
図9は、カテーテル壁984に埋め込まれている圧力センサ970を示す。この実施形態及び本明細書に開示される他の実施形態の両方において、圧力センサ970は、カテーテル壁984に埋め込まれている間も機能を維持するのに十分に応力耐性のある任意のタイプの圧力センサを含む。例えば圧力センサ970は、容量式センサ、ピエゾ抵抗圧力トランスデューサ、米国特許第8,298,156号及び第8,485,985号並びに米国特許出願公開第2013/0303914号及び第2013/0131523号(それぞれ、参照することにより、その全体が本明細書に組み込まれる)に開示されるような光ファイバー圧力センサ、シリコンバックボーンを有するセンサ、又は、必要な耐久性及び応力耐性を有する任意の他のタイプの圧力センサを含む。場合によっては、センサ970は、センサ要素のアレイ又は複数のセンサ要素(例えば容量式圧力センサアレイ)を含む。図示される実施形態では、センサ970は、センサダイアフラムアセンブリを含む。幾つかの実施形態では、センサダイアフラムアセンブリは、流体圧力を測定するように構成される弾性ダイアフラムによって覆われる凹部を有する本体を含む。ダイアフラムは、ダイアフラムの周りの圧力の変化に応じて撓み、これにより、例えば血圧の変化を反映している。したがって、センサ970は、ダイアフラムアセンブリに伝わる圧力の変化を測定し、送信することができる。更に、図示されるカテーテルは、圧力センサの観点から説明されるが、カテーテルに配置される感知要素のタイプは、本開示の全教示内容を制限するものではないと考えられる。より具体的には、カテーテルの1つのセンサが圧力センサである一方で、追加の1つ以上のイメージングセンサ又は流量センサが、本開示のセンサとして組み込まれてもよいことが考えられる。例えばセンサ970及び972は、例えば血管内超音波(IVUS)によって周囲血管をイメージングでき、及び/又は、血管内の流量を検出できる超音波トランスデューサであってもよい。
図示される実施形態では、センサ970は、カテーテル壁に画成されるセンサ凹部内に配置される。幾つかの実施形態では、センサ970は、壁に密接している。センサは、非限定的な例として、溶接、生物学的に適合する接着剤及び/又は機械的な固定具を含む様々な既知の接続方法の何れかを使用して、カテーテル壁に結合される。例えば1つの実施形態では、センサは、Loctite3311(登録商標)又は任意の他の生物学的に適合する接着剤を使用して、センサ凹部に接着接合される。幾つかの実施形態では、センサは、カテーテル壁と一体に形成されてもよい。幾つかの実施形態では、センサ凹部は、X線不透過性であってよい。
1つの態様では、感知カテーテル960は、細長いカテーテル延長本体966がハウジング934に係合する一方で、導体968が特殊用途向け集積回路(ASIC)936に電気的に結合されるように、処理及び通信システム930に結合される。電池938によって、ASIC936と、WiFi又はブルートゥース(登録商標)といった標準的な形式でユーザインターフェース910とワイヤレス通信する送信器940とが給電される。ASIC936は、導体968に沿って、センサ970及び972に、エネルギー付与信号を提供する。1つの態様では、センサ970及び972は、抵抗圧力センサであり、ASIC936は、センサからアナログ信号を受信し、当該信号を処理し、デジタル信号を送信器940に提供する。1つの態様では、カテーテル960の近位端962は、端壁932がカテーテル本体966から、システムの給電、処理及び通信特徴を含む拡大ハウジング領域934に直接的に延在するように、処理及び通信システム930と一体に形成される。当然ながら、通信及び処理システム930を含むカテーテルは、構成要素を取り囲む単一の防水外面を有し、システム全体が、使い捨てアイテムとして形成される。
ユーザインターフェース910は、送信器940から信号を受信するワイヤレス通信受信器918を含む。ユーザインターフェースは、ディスプレイ916を制御し、ボタン912及び914からのユーザ入力を受信する処理構成要素(図示せず)を含む。1つの形態では、カテーテルシステムによって提供される生データが、ディスプレイ916上に直接的に表示される。別の形態では、ユーザインターフェース910は、入力部912及び914を介して、ユーザによって制御されて、血管の冠血流予備量比(FFR)を計算するのに十分なデータを収集し、当該情報を、ユーザに表示する。
カテーテル960は、近位部962から遠位感知部964まで延在する細長い弾性管状体を含む中間部966を含む。管状体966は、導体968を受け入れる内部通路を画成するカテーテル壁を含む。図示される実施形態では、中間部966は、遠位部964の直径965よりも小さい直径967を有する。遠位部964は、2つの埋め込まれたセンサ970及び972を含む。例示を目的として、2つのセンサが示されるが、1つのセンサしか必要でない応用もあれば、複数のセンサが必要である応用もある。センサ970及び972の外側は、遠位部964の直径965を超えず、通常、外面と同一平面である。
遠位部964は、最初に、ガイドワイヤ950を受け入れるガイドワイヤ用通路980を画成する内側カテーテル部982を提供することによって形成される。センサ970及び972は、内側カテーテル982の外側に取り付けられ、導体968に電気的に接続される。次に、外側カテーテル部984が、内側カテーテル982を取り囲むように配置される。外側カテーテルは、センサ070及び972を収容するようなサイズにされた一対の開口部を含む。1つの形態では、外側カテーテル984は、開口部がセンサに隣接する状態で配置され、その後、内側カテーテル982の外径に一致するように、熱収縮される。好適な形態では、外側カテーテル984は、熱収縮後に、少なくとも、内側カテーテル982の表面から外側に延在するセンサ970及び972の厚さ程度の材料厚さを有する。結果として、感知カテーテルが、患者内を、ガイドワイヤに沿って前進させられるにつれて、センサは保護され、患者の組織にひっかかる可能性のある突起を形成しない。
一般に、カテーテル960は、患者の動脈、静脈、心腔、神経血管構造、胃腸系、肺系統及び/又は患者の組織の内部アクセスが望ましい他の領域を含むがこれらに限定されない患者の内部構造内での使用のためのサイズ及び形状にされる。図示される実施形態では、カテーテル960は、血管内配置用の形状及びサイズにされている。
特に、カテーテル960は、血管Vの内腔における所与の位置において、カテーテルの長手軸が血管の長手軸と整列するように、血管内腔への挿入のために成形され、構成される。この点に関して、図9に示される直線構成は、例示のみを目的とし、カテーテルが他の場合において湾曲する方法を制限するものではない。一般に、細長い本体は、湾曲構成にある場合に、任意の所望の弓形の形状を取ってよい。カテーテルは、非限定的な例として、プラスチック、高密度ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ナイロン、ポリアミド及びポリエステルのブロック共重合体(例えばPEBAX)、熱可塑性物質、ポリイミド、シリコーン、エラストマー、金属、形状記憶合金、ポリオレフィン、ポリエーテルエステル共重合体、ポリウレタン、塩化ポリビニル、これらの組み合わせ、又は、細長い弾性カテーテルの製造に適した任意の他の材料といった弾性材料でできている。
次に、図10Aを参照するに、本発明による感知カテーテルの更に別の実施形態が示される。図10Aは、本開示の一実施形態による管状構造体V(例えば血管)内の圧力を測定する医療システム1200を示す。幾つかの実施形態では、医療システム1200は、入手した圧力測定値に基づいてFFRを計算する。医療システム1200は、処理及び通信システム1230と相互に接続される感圧カテーテル1260を含む。1つの態様では、感知カテーテル1260は、細長いカテーテル延長本体1266が、ハウジング1234に係合する一方で、導体1268が、ハウジング1234内に配置される特殊用途向け集積回路(ASIC)1236に電気的に結合されるように、処理及び通信ユーザインターフェースシステム1230に結合される。電池1238によって、ASIC1236と、ディスプレイ1216とが給電される。1つの形態では、ハウジング1234は、更なるユーザインターフェース又は他のシステムコンポーネントと、WiFi又はブルートゥース(登録商標)といった標準的な形式でワイヤレス通信する送信器を含んでもよい。ASIC1236は、導体1268に沿って、センサ1270及び1272に、エネルギー付与信号を提供する。1つの態様では、センサ1270及び1272は、抵抗圧力センサであり、ASIC1236は、センサからアナログ信号を受信し、当該信号を処理し、デジタル信号をディスプレイ1216に提供する。1つの態様では、カテーテル1260の近位部1262は、ハウジング1234がカテーテル本体1266から、システムの給電、処理及び通信特徴を含む拡大ハウジング領域として直接的に延在するように、処理及び通信システムユーザインターフェース1230と一体に形成される。当然ながら、通信及び処理システムユーザインターフェース1230を含むカテーテルは、構成要素を取り囲む単一の防水外面を有し、システム全体が、使い捨てアイテムとして作られる。
ユーザインターフェース1230は、1つ以上のセンサ1270及び1272にエネルギー付与し、当該センサから信号を受信し、センサデータを処理し、結果をディスプレイ1216に出力する(また、必要に応じて、ワイヤレス送信する)ASIC構成要素1236を含む。1つの形態では、カテーテルシステムによって提供される生データが、ディスプレイ1216上に直接的に表示される。別の形態では、ユーザインターフェース1230は、入力部1212を介して、ユーザによって制御されて、血管の冠血流予備量比(FFR)を計算するのに十分なデータを収集し、当該情報を、ユーザに表示する。一例において、カテーテルを、第1の血管場所に配置すると、ユーザ入力部1212が押されて、基準圧力のセンサデータが取られる。そして、より遠位の血管位置において、更なるボタン1212が押されて、遠位圧力が取られる。ユーザインターフェースを使用して、プロセッサ1236が使用されて、遠位血管位置のFFRが決定される。FFR結果は、次に、ディスプレイ1216上でユーザに対して表示される。図示される実施形態では、システム全体は、電池1238によって給電される。1つの態様では、ユーザインターフェース1230は、電池を再充電できるように、誘導コイルを含んでもよい。
カテーテル1260は、近位部1262から遠位感知部1264まで延在する細長い弾性管状体を含む中間部1266を含む。管状体1266は、導体1268を受け入れる内部通路を画成するカテーテル壁を含む。遠位部1264は、2つの埋め込まれたセンサ1270及び1272を含む。例示を目的として、2つのセンサが示されるが、1つのセンサしか必要でない応用もあれば、複数のセンサが必要である応用もある。センサ1270及び1272の外側は、遠位部1264の直径1265を超えず、通常、外面と同一平面である。遠位部1264の遠位セクションは、センサを含む円柱セクション1284から、ガイドワイヤ1250を受け入れるガイドワイヤ用通路1280を有する遠位先端に推移するテーパ外面1282を画成する。テーパ外面は、直径1265未満である外径1267を有する。
次に、図10Bを参照するに、図示される感知カテーテルは、センサ1270’及び1272’が、テーパ外面1282に沿って配置される点を除き、図10Aに示される特徴と同じ特徴を有する。図示されるように、センサは、当該センサがテーパ外面から外側に突出しないように、カテーテルに埋め込まれる。
次に、図11を参照するに、本発明の別の態様による感知カテーテルの更に別の実施形態が示される。感知カテーテル1300は、ガイドワイヤ1350を受け入れる内部通路1312を画成する内側カテーテル1310を含む。一対のセンサ1314及び1316が、内側カテーテル1310の外側に取り付けられ、そこから外方向に延在する。センサは、センサからのアナログ信号を処理し、対応するデータ信号をカテーテルの近位端に送信するASIC1390に電気的に接続される。外側カテーテル1330は、内側カテーテル1310の周りに取り付けられる。近位部1370は、内側カテーテル1310に対して、固定される一方で、遠位部1332は、内側カテーテルに移動可能に取り付けられる。センタリングアセンブリ1360が、近位部1370と遠位部1332との間の外側カテーテルによって画成される。図示される実施形態では、センタリングアセンブリ1360は、外側カテーテル1330に細長いアパーチャを切り取ることによって画成される複数の細長い変形可能レッグ1362、1364及び1366を含む。一対の引張ワイヤ1340及び1342が、外側カテーテル1330内の通路を通り、センタリングアセンブリを横断して延在し、それぞれ、固定点1344及び1346において、遠位部1332に固定される。遠位部1332は、内側カテーテル1310からそれぞれ突出するセンサ1314及び1316を摺動可能に収容するようなサイズにされる一対の溝1334及び1336を含む。各溝1334及び1336への入りは、テーパ端1338において開始する。
動作時、カテーテルアセンブリは、最初は、遠位部1332が位置Aにまで延在し、センタリングアセンブリが、直径D1に実質的に一致する外径を有する折り畳まれた構成を有する挿入構成にある。1つの態様では、外側カテーテル1330の材料は、引張ワイヤ1340及び1342に力が加えられていないときは、センタリングアセンブリが、折り畳まれた構成に戻るように付勢されるように、十分な弾性を有する。中心は、ガイドワイヤ1350を越えて前進させられ、センサが、所望の位置に配置される。矢印Cの方向に、引張ワイヤ1340及び1342に力が加えられると、遠位部1332は、位置Bまで、内側カテーテル1310に沿って長手方向に摺動して、センサ1314及び1316が露出される。外側カテーテルの近位部1370は、内側カテーテルに対して、固定されているので、細長いレッグ1362、1364及び1366は(図示されていない第4のレッグと共に)、図11に示されるセンタリング構成になるように、外側に変形する。センタリング構成において、レッグは、直径D1よりも実質的に大きい外径D2を有する。したがって、図示されるように、センタリングアセンブリは、センサを、血管Vの中央にセンタリングする。変形可能なレッグは、血管内の血流へのその影響を制限するようなサイズにされる。このようにして、センサは、圧力及び流量といった特性を含む流体の最良の可能な測定値を得るために、血管内の理想的な位置に配置される。
次に、図12を参照するに、ガイドワイヤ1450を受け入れるガイドワイヤ用通路1412を画成する遠位カテーテル本体1410に配置されるセンサ1414を有する感知カテーテル1400の更に別の実施形態が示される。カテーテル1400は、遠位カテーテル本体1410に摺動可能に取り付けられる遠位リング1464と、遠位カテーテル本体1410に固定される近位リング1462とを含むセンタリングアセンブリ1460を含む。複数のワイヤ1466、1468及び1470(裏側にある他のワイヤは図示されていない)が、遠位リングと近位リングとを相互に接続させる。引張ワイヤ1474が、近位カテーテル本体1472を通り、遠位カテーテル本体1410へと延在し、固定点1476において、遠位リング1464に接続される。矢印Cの方向に、引張ワイヤ1474に加えられる張力が、遠位リング1464を近位リング1462に向けて動かし、これにより、ワイヤ1466、1468及び1470が、図12に示されるセンタリング構成となるように、外側に変形する。遠位リング1464が位置Bに位置付けられるセンタリング構成では、センタリングアセンブリは、挿入構成にあるセンタリングアセンブリの直径D1’よりもはるかに大きい外径D2’を有する。ワイヤ1466、1468及び1470は、弾性であり、センタリングアセンブリを、遠位リングが位置Aに位置付けられる折り畳まれた挿入構成に付勢する。図示される実施形態では、センタリングアセンブリは、カテーテル1410の外側に取り付けられているが、代替実施形態では、折り畳まれた位置において、センタリングアセンブリが、カテーテル1410の直径以下の最大外径を有するように、環状溝がカテーテル1410の周りに延在することも考えられる。
上記実施形態を参照するに、ガイドワイヤ用通路は、標準的なガイドワイヤの通過に対応するようなサイズの内径と形状と含む。内径は、0.014インチから0.40インチの範囲に及ぶ。一実施形態では、内径は、直径0.014インチのガイドワイヤを摺動可能に収容するように、0.016インチである。一実施形態では、内径は0.024インチである。一実施形態では、内径は0.018インチである。別の実施形態では、内径は、直径0.035インチのガイドワイヤを収容するように、0.038インチである。カテーテルは、体内の通路を横断することができるようなサイズの内径と形状とを含む。図示される実施形態では、外径は、血管内のカテーテルの通過を可能とするようなサイズにされる。場合によっては、上記されたように、体は、0.014インチから0.050インチの範囲に及ぶ外径を有する。一実施形態では、外径は0.024インチであり、内径は約0.016インチである。一実施形態では、外径は0.018インチである。別の実施形態では、外径は0.035インチである。
当業者であれば、本開示によって網羅される実施形態は、上記された特定の例示的な実施形態に限定されないことは理解するであろう。この点につき、例示的な実施形態が示され、説明されたが、様々な修正、変更及び置換が、上記開示において考えられる。例えば本明細書に開示される感圧カテーテルは、動脈血管及び静脈血管の両方を含み、圧力測定が望ましい患者の身体のどこにでも使用されてよい。当然ながら、このような変更は、本開示の範囲から離れることなく、上記内容になされてよい。したがって、添付の請求項は、広く、かつ、本開示と一貫するように解釈されることが適当である。

Claims (18)

  1. 近位部及び遠位部を含む細長い本体と、
    前記細長い本体の前記遠位部の環状壁内に配置される第1の圧力センサと、
    を含み、
    前記細長い本体は、前記細長い本体の近位端から遠位端まで延在する通路を画成し、前記通路は、その中のガイドワイヤの通過を可能とするようなサイズ及び形状にされていて、前記細長い本体は、前記通路から前記細長い本体の外面に延在する前記環状壁を含む、血管内圧測定装置。
  2. 前記第1の圧力センサの外面と、前記細長い本体の前記外面とは、滑らかな外面を形成するように実質的に整列される、請求項1に記載の装置。
  3. 前記細長い本体の前記外面は、近位直径を有し、少なくとも1つの遠位テーパは、前記遠位部に隣接する減少された直径を有する、請求項1に記載の装置。
  4. 前記第1の圧力センサに隣接して配置されるセンタリングアセンブリを更に含み、前記センタリングアセンブリは、第1の折り畳まれた位置と、前記第1の圧力センサを血管の中心に置くために血管壁に係合する第2の拡張位置とを有する、請求項1に記載の装置。
  5. 前記センタリングアセンブリは、少なくとも3つの外方向に延在するレッグを含む、請求項4に記載の装置。
  6. 前記センタリングアセンブリは、前記血管内のボリュームの50%未満を占める、請求項4に記載の装置。
  7. 前記センタリングアセンブリは、前記細長い本体の前記外面に取り付けられる、請求項4に記載の装置。
  8. 前記センタリングアセンブリは、前記折り畳まれた位置にあるときは、前記細長い本体の前記外面内にはめ込められている、請求項4に記載の装置。
  9. 前記第1の圧力センサは、前記少なくとも1つの遠位テーパ内に配置される、請求項3に記載の装置。
  10. 前記細長い本体の前記外面は、0.035インチ以下の直径を有する、請求項1に記載の装置。
  11. 前記通路は、少なくとも0.014インチの内径を有し、前記第1の圧力センサは、前記通路と前記外面との間に配置される、請求項10に記載の装置。
  12. 前記細長い本体の前記外面に取り付けられるセンサカバーを更に含み、前記センサカバーは、遠位センサ被覆位置から、前記第1の圧力センサから近位で離間される近位センサ露出位置まで移動可能である、請求項1に記載の装置。
  13. 前記センサカバーは、テーパ遠位端を含む、請求項12に記載の装置。
  14. 前記センサカバーは、前記細長い本体の前記外面から外方向に突出する前記第1の圧力センサの少なくとも一部を収容する凹部を含む、請求項12に記載の装置。
  15. 前記細長い本体は、患者内で、前記ガイドワイヤが前記通路を出ることができるように、前記第1の圧力センサに隣接して配置される近位通路端を有する高速交換システムの一部を含む、請求項1に記載の装置。
  16. 前記細長い本体は、長さが少なくとも50センチメートルである、請求項1に記載の装置。
  17. 前記細長い本体の長さに沿って延在する複数の強化ワイヤを更に含み、少なくとも1つのワイヤは、前記第1の圧力センサに電気的に接続される、請求項1に記載の装置。
  18. 前記細長い本体の前記遠位部の前記環状壁内に配置される複数の圧力センサを更に含む、請求項1に記載の装置。
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