JP2019524385A - 冠状動脈狭窄症の多重パラメータ分析のためのガイドワイヤ装置および方法 - Google Patents

Abstract

経皮的冠状動脈形成（ＰＣＩ）ガイドワイヤおよび使用方法は、少なくとも２対の小表面積領域を包含し、それは一の電極対を冠状動脈狭窄の各側に位置させることを可能にする、ガイドワイヤの長さに沿って軸方向に離間された、近接した電極である。電極は、電極に直接近隣にある心筋からの電気信号を感知することができ、ガイドワイヤが、冠状動脈内電位図（ＩＣＥＧ）および心臓ペーシングを記録および分析することを可能にし、したがって個々の患者の狭窄のより正確な診断を容易にし、臨床的に必要なより患者に特異的な診断を提供する。

Description

本開示は、冠状動脈疾患、より具体的には、狭窄性冠状動脈のステント留置の臨床的必要性を評価するための装置および技術に関する。

冠状動脈疾患は、患者の１以上の冠状動脈の狭窄（狭細化）を特徴とする。伝統的な非侵襲性の心臓病の実践は、典型的には以前の狭窄を経皮的に介してかかる狭窄症の開放または除去に関与する。最近の研究では、臨床的に重要でない冠状動脈狭窄の部位にステント留置する、バルーン膨張性血管形成術による冠状動脈インターベンション（ＰＣＩ）が、患者に、血栓症による処置およびその後のステント閉塞に関連する合併症の危険性を付与することが示されている。血管造影法は、伝統的にステントの必要性を判断する診断ツールとして使用されてきた。コントラスト血管造影法は主観的であり、医師の個々の判断に基づいている。より最近では、冠状動脈狭窄に関連する血行力学的圧力降下を測定する血流予備比（ＦＦＲ）研究が、冠状動脈狭窄の重症度を決定するために利用されている。しかしながら、これらの技法は、単一のパラメータの測定のみを利用し、境界線の臨床的必要性、多枝疾患、または臨床的必要性がない患者には不十分な情報を提供し得る。

したがって、個々の冠状動脈狭窄およびそれに内在する心筋の複数の評価を提供して、境界線の徴候、多枝疾患の患者の特定の狭窄症および臨床的必要のない患者を評価するためのさらなる臨床データを提供することができる装置および技術の必要性が存在する。

ガイドワイヤが冠状動脈内電位図（ＩＣＥＧ）および心臓ペーシングを記録することを可能にする複数の電極対を有する経皮的冠状動脈インターベンション（ＰＣＩ）ガイドワイヤが開示されており、したがって、個々の患者の狭窄のより正確な診断が容易になり、 臨床的ニーズのより患者特有の診断を提供する。開示された装置および技術は、ＦＦＲ技術によって提供されていない、虚血および狭窄した心筋の生存可能性の検出を可能にする。本明細書で開示される装置、システムおよび技術は、本明細書で説明されるように、個々の冠状動脈狭窄およびその狭窄した心筋の複数の評価を提供することができる。

本開示の１つの側面によれば、ガイドワイヤは、管状体を通って遠位端部の先端まで延びるコアワイヤを有する細長い管状体を含む。ガイドワイヤの遠位端は、２対の小表面積をさらに含み、それはガイドワイヤの近位端で電流源に電気的に結合可能な近接した電極である。電極は、電極に直接隣接する心筋からの電気信号を感知することができる。電極対は、ガイドワイヤの長さに沿って軸方向に離間して配置され、１つの電気対を冠状動脈狭窄のいずれかの側に配置することを可能にする。

本開示の別の側面によれば、ＰＣＩまたはステント留置処置を実施する必要性を決定する方法は、電位図分析、サブ分析、派生物、心周期にわたるパラメータの変化率、ならびに狭窄のステント留置の必要性を決定するための開示されたガイドワイヤで収集された信号データの時間および周波数領域の両方のＦＦＴ（高速フーリエ変換）分析を利用する。

本開示の別の側面によれば、ＰＣＩまたはステント留置処置を実施する必要性を決定する方法は、Ａ）狭窄の両側の血管内に一対の電極を配置することと、Ｂ）狭窄部を横切って血管内のインピーダンスを電極に電気的に結合された測定回路で測定することと、Ｃ）測定されたインピーダンスを所定のインピーダンス値または以前のインピーダンス測定値の１つと比較することとを含む。

本発明のさまざまな特徴および利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することにより、より容易に理解することができ、ここで、同様の参照番号は同様の構成要素を示す。

図１Ａは、電気活性をマッピングするためのさまざまな位置に配置された電気生理学的カテーテルを有するヒトの心臓の部分破断図を概念的に示す。

図１Ｂは、冠状動脈電位図（ＩＣＥＧ）を集合的に含む電気信号の形状を概念的に示す。

図２は、心電図記録用の３本リード電極のための配置形状を概念的に示す。

図３は、心臓（心電図）によって形成された電気信号の形状を概念的に示す。

図４Ａは、本開示に従ってガイドワイヤの部分破断図を概念的に示す。 図４Ｂは、本開示に従ってガイドカテーテルを概念的に示す。 図４Ｃは、本開示に従って、バルーンカテーテルの部分破断図を概念的に示す。

図５は、狭窄した心筋からの電位図特性を概念的に示す。

図６は、本開示に従って、冠状動脈狭窄に対して配置された開示されたガイドワイヤが、診断を改善するために使用されることができる、別個の冠状動脈シナリオを概念的に示す。 図７は、本開示に従って、冠状動脈狭窄に対して配置された開示されたガイドワイヤが、診断を改善するために使用されることができる、また別個の冠状動脈シナリオを概念的に示す。 本開示に従って、冠状動脈狭窄に対して配置された開示されたガイドワイヤが、診断を改善するために使用されることができる、さらに別個の冠状動脈シナリオを概念的に示す。 本開示に従って、冠状動脈狭窄に対して配置された開示されたガイドワイヤが、診断を改善するために使用されることができる、またさらに別個の冠状動脈シナリオを概念的に示す。

図１０Ａは、正常な冠状動脈に対する開示されたガイドワイヤの配置を概念的に示す。 閉塞した冠状動脈をわたる開示されたガイドワイヤの配置を概念的に示す。

図１１Ａは、本開示による、心室拡張期弛緩中の正常な冠状動脈に対する開示されたガイドワイヤの配置を概念的に示している 図１１Ｂは、本開示による、正常冠状動脈心室収縮期に対する開示されたガイドワイヤの配置を概念的に示す。

本開示は、以下の記載を通してより完全に理解され、図面と併せて読まれるべきである。本明細書において、同様の番号は、本開示の種々の態様の中の類似の要素を言う。本明細書に記載された方法、装置およびシステムは、単に例示に過ぎず、当業者は、本開示の精神と範囲から逸脱せずに変形がなされ得ることを容易に理解するであろう。

狭窄は、軽度、例えば２０％の血管径の狭窄から１００％の血管径の狭窄の範囲であり得る血管の狭窄である。閉塞は、血管の封鎖、例えば１００％狭窄であり、冠状動脈血管造影法で定量化して見るのが容易である。心電図（ＥＫＧ／ＥＣＧ）は、体表面からの全心臓からの電気信号の記録である。従来、用語「エレクトログラム」は、心臓の単一点からのローカル信号記録を記述するために使用される。従来のＥＰ研究は、心内膜電位図を記録する。開示されたガイドワイヤで、冠状動脈内電位図（ＩＣＥＧ）を記録することは独特であり、局所的な心外膜および心筋内の信号を見る。

従来の心内膜電気生理学的研究（ＥＰＳ）プロセスにおいて、図１Ａに示すように、遠位端に近接した複数の小さな近接した外部電極を有する電気生理学的カテーテルが、心臓を通って動くような電気活性をマッピングするために使用される。図１Ａの電気生理学カテーテルにおいては、記録電極の分離が小さいほど、電気活性の特定の領域に電位図がより集中する。

図１Ｂにおいて、ＥＣＧ信号は、古典的な表面電位図信号である。右心房は、右心房リードによって記録された信号であり、右心房活動の測定を表す。Ｈｉｓは、Ｈｉｓ電極によって記録された信号であり、小さな右心房、ＡＶノードおよび右心室信号の測定を表す。右心室は、右心室電極によって記録された信号であり、右心室活動のみの測定を表す。集合的に、これらの内部心臓信号は心内膜電位図を含む。

図２は、患者の全心電図を記録するための３つのリード電極配置を概念的に示す。図３は、心電図またはＥＫＧと呼ばれる、３つのリード体表面記録によって生成される、古典的な全心臓電位図を概念的に示す。電位図として記録される心臓によって生成される電気信号の形状は、記録に使用される電極の位置および分離に依存する。３リード心電図は大きな分離を有し、大きなアンテナを形成し、古典的な全心臓心電図を生成する。

図４は、本開示によるガイドワイヤ１０の部分的な破断図を概念的に示す。例示的な態様において、ガイドワイヤは、他の市販のＰＣＩガイドワイヤと同様の設計側面を有してもよいが、電極にすぐに隣接する心臓組織のペーシングおよび感知を行うことができるガイドワイヤの遠位端に向かって配置された、少なくとも２対の小面積の近接した電極を伴う。これらの電極対１１、１２および１３、１４は、ガイドワイヤ１０の長さに沿って軸方向に離間して配置され、一対の電極を大部分の冠状動脈狭窄のいずれかの側に配置することを可能にする。電極内距離、例えば一対の電極における２つの電極間の距離が近接して、電極サイズが小さいほど、電位図の結果として生ずる忠実度が高くなり、望ましくない遠方界信号に対する望ましい近接界信号が大きくなる。態様において、限定するものではないが、個々の電極は、約０．５ｍｍの幅と、同じ対内の個々の電極間の約４ｍｍの所与の対に対する電極内距離とを有し得る。

態様において、限定しないで、異なる電極対は、離間され得、すなわち約４ｃｍの電極間距離である。１対の電極間の、および異なる電極対間の他の空間寸法が利用され得る。態様において、電極間間隔対電極内間隔の比は、５：１〜４０：１、またはより具体的には７：１〜２５：１、またはさらにより具体的には１２：１〜１８：１であり得る。電極対１１、１２および１３、１４の電極の各々は、ガイドワイヤ１０を通って近位方向に延在する導電性リードに結合され、本明細書に記載されるように電極対１１、１２および１３、１４からの信号を受け取り処理する信号源１５および測定回路１６に電気的に結合可能である。

電極対は、電気リードがガイドワイヤの軸方向長さに沿って近位に延在することができ、信号源および測定回路モジュール１６に接続可能なように、任意の生体適合性のある導電性材料から形成されてもよい。一態様において、電極対およびそれらのそれぞれのリード線は、ＭＲＩ適合性、例えば、金電極および銅ワイヤリードまたは炭素および／またはプラスチック導電材料から設計され得る。

ガイドワイヤ１０は、曲がりくねった脈管構造を通って進められるが、血管構造内の湾曲を交渉するのに十分柔軟であることを可能にするために、十分な柱状強度を有する、半硬質材料、例えば天然または合成樹脂の細長い円筒形チューブ２０を含む。ガイドワイヤの外側、特に先端領域２１は、ポリマーで覆われた遠位先端部２２を有し得る。ガイドワイヤ１０の遠位端部は、図４に示すように、半球状ビーズ先端部２５に連結されたらせん状白金コイル２４で実施され得る。コアワイヤ２６は、ガイドワイヤ１０の内部長さを貫通して延びており、段階的に、または徐々にテーパー状に遠位に狭小化される断面直径を有し得る。コアワイヤ２６は、螺旋コイル２４またはビード先端部２５の一方または両方に結合されて、ガイドワイヤ１０のトルクおよびステアリングを容易にすることができる。

一態様において、ガイドワイヤ１０の遠位端領域２１は、標準的な冠状動脈ガイドワイヤの場合のように、手動で作成された曲線を保持するように、手動で曲げることができるか、または成形可能であり得る。別の態様において、ガイドワイヤの遠位先端２２は、現在市販されている操縦可能なガイドワイヤから理解される方法で、ガイドワイヤの近位端からオペレータのハンドルによって手動で撓み可能であり得る。

近位電極対１１、１２および遠位電極対１３、１４は、その外径上または管２０の表面における窪み内に着座して、円筒形管２０の外面上に担持され得、測定回路モジュール１６の界面との電気的結合のためにガイドワイヤ１０を通って近位に延在するリードと電気的に結合される。かかる電気導線は、典型的には絶縁され、２０の中空の内部を通って延在してもよく、またはその壁に埋め込まれてもよい。電流信号のソースはまた、測定回路モジュール１６内に包含されてもよい。態様において、個々の電極１１，１２，１３，１４は、任意の構成で適切になるかまたは選択可能な構成になる測定回路モジュール１６と同様に、信号発生器に結合することができることに留意されたい。例えば、それら構成は、信号発生器または測定回路モジュール１６と直列に電気的に結合された電極対、信号発生器または測定回路モジュール１６と並列のすべての電極、信号発生器または測定回路モジュール１６と並列の電極対、または他の構成を含む。

実際には、ガイドワイヤ１０は、信号源および測定回路モジュール１６に接続され、通常、径方向または大腿動脈を通って体内に経皮的に挿入された冠状動脈ガイドカテーテルを通して挿入され、冠状動脈内狭窄を横切る透視撮影システムの助けを用いて、狭窄の各側に配置した１対の電極と共に配置される。次に、遠位電極対と近位電極対との間の血管内の狭窄部にわたるインピーダンスが、測定回路モジュール１６によって測定される。問題の冠状動脈の形状および長さは、心室の弛緩および収縮中に変化し得ることに留意されたい。

図１１Ａに示すように、心室拡張期の弛緩および伸長中に電極対間の距離が長くなり、インピーダンスが上昇し、図１１Ｂに示すように、心室収縮期および短縮中に電極対間の距離が短くなり、インピーダンスが低下し、冠状動脈狭窄または閉塞を横切って開示されたガイドワイヤを用いてインピーダンスを測定するステップは、平均インピーダンス値を達成するために複数回行われ得る。次に、かかる平均インピーダンス値は、経験的に導かれた所定のインピーダンス値、または狭窄または閉塞の近位の両方の電極対を備えた開示されたガイドワイヤで得られた予め測定されたまたは以前に測定された平均インピーダンス値と比較され得る。

次いで、インピーダンス値の差が決定され、インピーダンス値の差が、ＰＣＩまたはステント留置処置を実施する必要がある狭窄または閉塞を示すかどうかを判断する助けとして、施術者に提示される。かかる決定は、より狭い直径の閉塞または狭窄またはより高いパーセンテージの冠状閉塞がより高いインピーダンス値を有することを前提としてなされ得る。ガイドワイヤの近位端で電極対に電気的に結合された測定回路１６を使用して、各電極対の間のインピーダンスの測定が行われる。

図１０Ａに示すように、非閉塞の冠状動脈のインピーダンスは、以下の式によって表される：
インピーダンス＝ＸｍＯｈｍｓ
図１０Ｂに表されるように、閉塞の冠状動脈のインピーダンスは、以下の等式によって表される：
インピーダンス＝Ｘ＋１ｍＯｈｍｓ

開示されたガイドワイヤおよび技術を使用して、冠状動脈内インピーダンスが、ＥＣＧゲーティングされた心臓周期を通して測定される。次いで、心周期中のインピーダンス変化の範囲が定量化される。差は、収縮期および拡張期および局所収縮中の電極間距離の伸長を反映する。ＥＣＧゲーティングされた心臓周期に関する変化の動的変化およびタイミングのサブ分析および誘導は、血管壁コンプライアンスに関する情報を提供する。血管の一部分が健康であれば、血管壁は、心臓サイクル中の最も高い冠状動脈内圧の期間に弾力性を示し、直径が増大することに準拠する。血管のセグメントが円周方向の硬い線維性および／または石灰化したプラークを有する場合、セグメントは非適合性であり、弾性を示さない（心臓周期中のセグメント直径の変化によって示される）。変化の派生物のサブ分析を通じて、心周期、冠状動脈狭窄の機能的特徴ならびに狭窄した心筋の機能的特徴に関する変化率および変化のタイミングが決定され得る。

狭窄した心筋が健康であれば、電極間距離は心臓周期にわたって著しく変化する。狭窄した心筋が虚血性である場合、運動は減少する。虚血性が高いほど運動低下症の程度が高い。狭窄した心筋が冬眠している場合、それは無動的であり、すなわち、心臓サイクルにわたってインピーダンスに大きな変化はない。狭窄した心筋が生存不能である（死亡している）場合、それは無動的である。冬眠している（生存している）心筋は、局所電位図の分析によって、生存不能な心筋と区別することができる。生存している冬眠中の心筋からの電位図は、大きな振幅の高周波（局所）信号を有し、それに対して、生存不能心筋は、高周波局所信号の不足または不在を示す。

心電図に基づく心周期全体の電気インピーダンスの連続測定は、血管の機械的コンプライアンスに関する情報を提供する。冠状動脈内圧は、心臓収縮中に最大である（大動脈からのピーク駆動圧力および圧縮された心筋内遠位冠状動脈分枝からのピーク抵抗）。心室拡張期の間、心筋流量は最大である（その最終血管はもはや心筋収縮によって圧縮されないので）。血管の健康な部分の血管直径は、それにしたがって心臓周期の間に変化する。血管の罹患部分が硬い（例えば、石灰化した）非順応性円周アテローム動脈硬化性プラークを有する場合、本明細書に開示されたすべてのガイドワイヤおよび技術を利用して、血管セグメントのコンプライアンスに関する情報を提供し、それによって、プラーク組成およびプラーク偏心／円周分布が、単純な心電図に基づかないインピーダンス測定値によってそれを超えて提供される。

本開示の別の側面によれば、ＰＣＩまたはステント留置処置を実施する必要性を決定する方法において、測定回路モジュール１６は、その場でのガイドワイヤ１０からの信号を、電位図分析、サブ分布、派生物、心臓周期にわたるパラメータの変化率、および時間および周波数領域の両方のＦＦＴ（高速フーリエ変換）分析のいずれかを使用して処理する。

例示的な態様において、測定回路モジュール１６は、単一ユニットまたはガイドワイヤ１０の導電性リード線に結合するための適切なインターフェース回路を含むシステムを含むモジュールの集合体であってもよく、電極対間のインピーダンスを測定し、必要に応じて、電極対からの信号のモニタリングを提供し、さらに、必要に応じて、プロセッサ マイクロプロセッサベースのシステムおよび付随するメモリ、またはパラメータの値を計算するための適切な命令を実行するための適切なロジックおよびソフトウェアを有する汎用コンピュータで実施され得るコンピュータ的モジュールを含む。それらのパラメータは、限定されないが、以下のいずれかである：
脱分極化電位図成分
再分極化電位図成分
フルバンド幅のサンプリング（高周波数と低周波数の成分を含む）
分極成分の局所的電気的オルターナンスならびに脱分極成分のオルターナンスの検出と分布
時間領域分析
周波数領域分析
高速フーリエ変換解析
フラグメント化の程度
合計と個々の成分
結合されたメトリックを提供する複数の成分の比率／インデックス／派生物
（心臓内）心臓サイクル中の（動的）成分の変化率
心周期（内）間の変化率（例えば、心拍数が異なる速度にもたらされた場合、または虚血症が誘発された場合）
ペーシングしきい値
ペーシングレイテンシ
ペーシングインピーダンス。

態様において、狭窄または閉塞にわたって測定された平均インピーダンス値は、非閉塞冠状動脈、軽度閉塞冠状動脈、実質的閉塞冠状動脈、または完全閉塞冠状動脈のいずれかを表す経験的派生インピーダンス値と比較されることができる。態様において、かかる比較の結果に基づいて、測定装置は、以前に経験的に誘導されたインピーダンス値のうちのどれが、ＰＣＩまたはステント処置を実行する必要性を決定する際に施術者を助けるために、最も近似する測定平均インピーダンス値であるかを示し得る。

図５は、正常な健康な心筋、虚血性生存心筋および生存不能の心筋からの電位図の特徴を概念的に示す。健康な心臓組織では、両方の電極対がほぼ同一の電位図を記録するはずである。冠状動脈狭窄部の遠位の電極対が、狭窄部の近位の電極対によって記録された電位図とは異なる電位図を記録する場合、底部信号によって特徴付けられ、これは虚血の徴候であり、閉塞は臨床的に関連性がある。

図６〜図９は、開示されたガイドワイヤが診断を改善するために使用され得る３つの別個の冠状動脈のシナリオと共に、短い距離だけ隔てられた２対の近接した電極を有するガイドワイヤ１０を概念的に示す。３つのシナリオすべてにおいて、フラクショナルフローリザーブ（ＦＦＲ）値は０．７５〜０．８５の範囲にあると推定され、境界線とみなされる。開示されたガイドワイヤ１０および技術は、本明細書でより詳細に明らかにされるようなＰＴＣＡまたはステント留置処置を行う必要性に関する適切な決定を行うために必要な追加の診断情報を提供する。

図７では、示された冠状動脈狭窄は、ＦＡＭＥ試験結果に基づいて臨床的に重要であり、ステント留置されるべきである。狭窄部の心臓遠位をペーシングしようとする試みは成功しておらず、したがって、ステント留置の臨床的必要性はない。組織が「死んでいる」（生存不能の）ため、この血管を開くことには利点はない。

図８において、患者は多血管狭窄を有する。これは患者の症状を引き起こす血管であるか。狭窄は、ＦＡＭＥ試験に基づく境界線の意義がある。薬物誘発ストレスまたはペーシング誘発ストレスの中の狭窄の遠位のＩＣＥＧの評価は、虚血を示さない。したがって、患者の症状は、別の閉塞によって引き起こされる可能性が高い。

図９において、狭窄はＦＡＭＥ試験に基づいて境界線として意義はない。この狭窄に対するＦＦＲ値は境界線であり、ステント留置を必要としないかもしれない。ステント留置するかステント留置しないか。薬剤誘発ストレスまたはペーシング誘発ストレス中の本明細書に開示されるガイドワイヤおよび技術を用いた閉塞の遠位のＩＣＥＧの評価は虚血を示し、したがってこの血管はステント留置されるべきである。

一態様において、慢性全閉塞の設定において、本明細書に開示された装置および技術は、開示されたガイドワイヤを平行な隣接動脈、または冠状静脈洞を介してアクセスされ、本明細書に記載の測定および分析を利用することができる対応する冠状静脈（動脈に平行に走る）に挿入することによって血管組織の生存能力を決定するために利用され得る。

一態様において、例えば、冠状動脈内に見出される硬化アテローム硬化性プラーク、軟質アテローム硬化性プラークまたは他のタイプのプラークなど、さまざまなタイプの閉塞性材料の抵抗値を表す、オームまたはオームの分数で測定された値の表が、例えば、オフセット値またはスケーラー値として非閉塞性冠状動脈の測定された平均インピーダンスと併用することができ、閉ループ冠状動脈の測定された平均インピーダンスを比較することができるカスタマイズされた比較インピーダンスをほぼリアルタイムで導出し、本明細書に開示された他の測定に加えて、動脈内の閉塞物質の硬度の性質、ならびに狭窄の程度または最小管腔径の潜在的指示を施術者にさらに提供する。以下のタイプのアテローム硬化性プラーク組成物は、異なるインピーダンスを有することが予想される：
・コレステロール
・脂質豊富なプラーク
・炎症性の（不安定な）プラーク
・石灰化プラーク
・新生内膜増殖（ＰＣＩ後の再狭窄性プラークの典型）
・ステントを含有するプラーク（金属ステントは低インピーダンスを有する）

かかるタイプのアテローム硬化性プラーク組成を表す経験的に導出されたインピーダンス値は、開示されたガイドワイヤが電気的に結合される測定回路モジュール１６に関連する表または他のデータ構造に格納され得る。開示されたガイドワイヤによって測定されたインピーダンス信号は、格納された値と直接的に比較されるか、または較正された値または基準値と比較されてもよく、一旦前述のプラークタイプの１つの特性インピーダンスサインが検出されると、かかる決定は、血管のステント留置の必要性を決定するだけでなく、フォローアップ処置において決定するための処置において利用され得る。

一態様において、ＰＴＣＡまたはステント留置処置に続いて、本明細書に開示されるプロセスおよびガイドワイヤは、処置が成功したかどうかを決定するために非閉塞性および／またはステント留置した冠状動脈の平均インピーダンスを測定するために使用され得る。このような処置後の測定は、ＰＴＣＡまたはステント留置処置に続くさまざまな時間間隔、例えば、３ヶ月、６ヶ月、１２ヶ月、２４ヶ月などで行われ、処置が成功したか、繰り返す必要があるかの決定を助ける。

本開示の他の側面によれば、開示された多電極ガイドワイヤ１０は、３つ以上の電極の対を有し、そのいずれかの対は、さまざまな長さの病変または狭窄を収容するために、測定回路モジュール１６においてプログラム可能な信号スイッチング構成に従って選択的に活性化されるか、不活性化され、狭い狭窄のために、生体の血管内の狭窄の近位および遠位の両方に配置された一対の電極を有することが可能である。かかる複数の電極対は、所与の血管内に複数のタンデム（連続）狭窄を有する患者に対処するためにも利用され得る。

本開示の他の側面によれば、開示された多電極ガイドワイヤ１０は、ガイドカテーテルの遠位領域に運ばれた１対の電極のみを有する。

本開示の別の側面によれば、例えば、準拠測定バルーンの２気圧（副血管形成圧）の低圧膨張は、本明細書に記載の技術と併せて病変にわたるインピーダンスを確認するために使用され得る。バルーン材料、したがってその絶縁された生理食塩水分も、非導電性（非常に高いインピーダンス）であり、バルーンが膨張していない（低インピーダンスの血液）とき、およびバルーンが２気圧に膨らんだとき、および病変の近位の電極から病変の遠位の電極までの２気圧（バルーン周囲の血管壁−血液よりも高いインピーダンス）に膨張させたときのインピーダンスの差を評価することを可能にする。その場でバルーンを用いたインピーダンス測定値の結果は、次に、狭窄の大きさの可能な裏付けのためにガイドワイヤを用いて取られたインピーダンス測定値と比較することができる。

本開示のさらに別の側面によれば、本明細書に記載された技術は、低圧で必要とされるコントラストの容積を評価して血管を閉塞させることによって、ステントサイズの選択および狭窄径をガイドする基準血管直径の直径を評価するために、低圧測定バルーンを用いて利用される。血管の閉塞は、造影剤注入によって、または血管に沿った電気インピーダンスの急激な上昇点を測定することによって試験することができる。

本明細書に記載された例示的な態様は、冠状動脈狭窄の使用を参照して記載されているが、開示されるガイドワイヤおよび技術は、末梢動脈疾患を含む他の脈管器官に等しく適用可能であり得、例えば、当該疾患は、脚筋肉虚血、または脳動脈疾患（脳波ＥＥＧ信号虚血）、ならびに身体の他の器官内の血管に関連する疾患などである。

本開示の別の側面によれば、ガイドワイヤ１０は、その遠位先端部領域から、例えば、血管弁導入器のハブ、またはガイドワイヤへの機械的カップリングに対するクリップとして取り付けられさえするいずれかに配置された近位センサに、機械的または音響的振動を伝達するために利用されてもよく、上記例のいずれの場合において、センサは患者の外部にある。一態様において、異なるタイプの閉塞性材料、例えば、冠状動脈内に見出される硬化アテローム硬化性プラーク、軟質アテローム硬化性プラークまたは他のタイプのプラークなどの振動または音響特性を表す数値の表は、直接センサ自体にまたは測定回路モジュール１６に関連するメモリに格納され得、十分な類似性が存在する場合、センサによって検出され、施術者に識別された振動信号または音響信号と比較され、本明細書に記載の他の測定に加えて、動脈内の閉塞材料の硬度の性質の潜在的指示および狭窄の程度または最小ルーメン直径をさらに提供する。

本開示の他の側面によれば、開示された多電極ガイドワイヤ１０は、前述のそれらの方法に加えて実用性を有する。例えば、開示された多電極ガイドワイヤ１０は、心臓不整脈を有する患者における電気生理学および切除処置をガイドするために、冠状動脈および／または冠状静脈に使用され得る。

開示された多電極ガイドワイヤ１０は、心不全または不整脈を有する患者において、幹細胞送達または心筋再生療法または局所薬物送達を先導するために使用され得る。
開示された多電極ガイドワイヤ１０は、心臓不整脈、心不全、または血管痙攣（Ｐｒｉｎｚｍｅｔａｌ）狭心症を有する患者において、心臓の自律神経系の神経節神経叢を＋／−に局在化し、刺激するために使用され得る。
開示された多電極ガイドワイヤ１０は、心臓再同期治療を先導するために使用され得る。

開示された多電極ガイドワイヤ１０は、血管疾患の神経介入処置を含む非心臓処置を先導するために使用されるだけでなく、てんかん、腫瘍、脳卒中、振戦、パーキンソン病のためにも使用され得る。

開示された多電極ガイドワイヤ１０は、切除可能な高周波または電気エネルギーを送達して、冠状動脈または冠状静脈の意図的な閉塞を引き起こすために、または隣接する心筋、脳血管および脳の切除／焼灼を引き起こすために使用されてもよい。

開示された多電極ガイドワイヤ１０は、例えばサーミスタまたは熱電対を組み込むことを介して、温度を感知するために使用されてもよい。生存不能のおよび生存可能であるが冬眠している（気絶した）心筋が代謝的に不活性であり、したがって局所動脈および局所冠状静脈の血液がより冷たくなることが予想され得る。炎症を有する、傷つきやすい不安定な薄い冠状動脈硬化性プラークは、冠状動脈の他の隣接する内膜と異なる温度を有することが予想され得る。

開示された多電極ガイドワイヤ１０は、近位電極の抵抗加熱を介して温度を上げ、冠状動脈血流の反射として遠位電極の温度変化の検出までの時間を感知するなど、冠状動脈静脈血の温度を変化させるのに使用され得る。

開示された多電極ガイドワイヤ１０は、急性心筋梗塞の設定および急性脳卒中の設定における再灌流損傷を前もって整え、減少させるために、冠状動脈または静脈または大脳動脈または静脈内の血液をペルチェ効果によって冷却するために使用され得る。

開示された多電極ガイドワイヤ１０は、電界勾配の変化の検出である電気位置を実行するために使用されてもよく、それによって、遠位の大部分の電極１４および近位の大部分の電極１１は、それらの間、またはそれらを横切って電荷を有し、中間の２つの電極１２および１３は、電界強度の変化を検出する。ガイドワイヤ１０が病変／狭窄を横切って前進または引き戻されるので、管腔内の血液と比較したアテローム性動脈硬化性プラークの影響は、電場強度／勾配の変化によって検出可能である。

開示された多電極ガイドワイヤ１０は、故意に虚血を誘発するために使用され得る。より具体的には、狭窄部に近位の電極対１１、１２は、心臓を迅速に、例えば一定時間の間、例えば１分間に１２０〜１６０ｂｐｍでペーシングするために使用し得、意図的に虚血を誘発する。遠位の一対の電極における虚血の電位図の証拠は、次に、近位の電極対からのペーシングの間およびペーシング停止の直後、例えばその後最初の１５秒の両方で評価することができる。誘導された虚血の間に遠位電極対１３、１４から検出された電位図における虚血の証拠が検査されることができる。

本開示の他の側面によれば、ガイドワイヤ１０と同様の複数のガイドワイヤは、前述の方法に加えて組み合わせた実用性を有する。例えば、２つの別個の多電極ガイドワイヤを同時に配置すると、１本のガイドワイヤが主（冠状動脈）血管に残り、第２のワイヤーがロービング／スカウトワイヤとして（冠状動脈）側枝に進められる。２つの別個のガイドワイヤにおける電極の組み合わせを使用することによって、３次元（３Ｄ）マップを生成することができる。かかる３Ｄマップは、１つまたは複数のパラメータに従ってカラーコード化された場合、心筋虚血または非生存性、死亡した瘢痕組織の分布および程度を表示することができる。かかる３Ｄマップは、心外膜から心内膜までの完全な心筋壁厚の領域だけでなく３Ｄ容積表示を、例えば中隔の側枝を使用して視覚化することができる。かかるマップは、インピーダンス、電磁気または電気または他のエネルギーまたは信号またはデータの使用によって生成することができる。かかる３Ｄマップは、外部または身体表面エミッタまたはレシーバまたは電極を用いて生成することができ、あるいは、血管内ガイドワイヤ上の電極の組み合わせを排他的に使用して生成することができ、あるいは、ガイドカテーテルに組み込まれた１つまたは複数の電極の使用によって生成することができる。３Ｄマップは、単一の多電極ガイドワイヤによって、すなわち第２のガイドワイヤの配置を必要とせずに生成することもでき、それによって、１本のガイドワイヤが遠位方向に前進し、側枝に向かって移動するために使用される。

本開示の別の側面によれば、図４Ｂに示すように、ガイドワイヤ１０を参照して本明細書で記載したものと同様の１つ以上の電極対を、その遠位領域における冠状動脈ガイドカテーテル３０上に配置することができる。電極は、冠状動脈の小孔にあるガイドカテーテルの遠位先端に近接して配置することができるだけでなく、大動脈のより近位に配置して、本明細書で開示されるような多電極ガイドワイヤの位置の三角測量のためのより広い３Ｄ基準範囲を提供することもできる。

本開示の別の側面によれば、ガイドワイヤ１０を参照して本明細書で記載したものと同様の１つ以上の電極対が、図４Ｃに示す操縦可能なバルーン血管形成術用カテーテル４０などの拡張機構を有するカテーテル上に、配置することができる。バルーン血管形成術用カテーテル４０では、近接した一対の電極は、狭窄血管の直径を増大させるために使用される拡張バルーンまたは他のデバイスの近位および遠位の両方において、チューブ２０と同様のカテーテルシャフト上に保持され得る。拡張バルーンの有無にかかわらず、アブレーションカテーテルまたはアテレクトミーカテーテルなどの他の拡張機構を備えたカテーテル設計は、本明細書に記載のガイドワイヤ１０と同様の機能を達成するために、その遠位領域にある拡張機構の近位および遠位の電極対を用いて実施することができる。

開示された方法を考慮して記載された、記載された側面、特徴およびオプションのいずれも、システム、測定回路モジュールおよびガイドワイヤ装置に等しく適用することが理解されよう。本明細書に記載された記載された側面、特徴およびオプションのいずれか１つまたは複数を組み合わせることができることが理解されよう。明瞭化および簡潔な説明のために、特徴は、同じまたは別個の態様の一部として本明細書に記載されるが、概念の範囲は、本明細書に記載される特徴のすべてまたは一部の組み合わせを有する態様を包含し得ることが理解されよう。

本開示の真の精神および範囲から逸脱することなく、様々な構成要素または値の置換を包含する、本明細書で開示される装置およびプロセスに対する変更が起こりうることは、当業者には明らかであろう。

Claims (17)

1. 遠位末端領域を有する細長い管状体、および
   遠位末端領域に近接する細長い管状体の外表面上に配置され、および実際に離れて配置された複数の電極対を含み、
   ここで、複数の電極対は、信号源および測定回路の一つと電気的に結合可能である、
   血管内装置。
2. 複数の電極対は、近接して配置された隣接した一の電極対と、近接して配置された一の遠位電極対とを含み、遠位電極対における隣接した電極対の間の電極間距離の、対内の電極間の電極内距離に対する比率が、５：１〜４０：１の範囲内である、請求項１に記載の血管内装置。
3. 複数の電極対は、近接して配置された隣接した一の電極対と、近接して配置された一の遠位電極対とを含み、遠位電極対における隣接した電極対の間の電極間距離の、対内の電極間の電極内距離に対する比率が、７：１〜２５：１の範囲内である、請求項１または２に記載の血管内装置。
4. 複数の電極対は、近接して配置された隣接した一の電極対と、近接して配置された一の遠位電極対とを含み、遠位電極対における隣接した電極対の間の電極間距離の、対内の電極間の電極内距離に対する比率が、１２：１〜１８：１の範囲内である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の血管内装置。
5. 信号源および測定回路と組み合わせて、隣接した一対の電極と遠位電極対との間のインピーダンスを測定することができる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の血管内装置。
6. 電極間距離が、隣接した電極対および遠位電極対が血管内に配置されたガイドワイヤが通る狭窄の異なる側に位置することを可能にする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の血管内装置。
7. 細長い管状体に沿って、隣接する電極対および遠位電極対から軸方向に離間して配置された第３の近接した電極対をさらに含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の血管内装置。
8. 隣接した電極対および遠位電極対の電極が、電極の近隣にある生きている組織からの信号を感知することができる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の血管内装置。
9. 隣接した電極対および遠位電極対の一つの近接した電極が、電気的に一緒に結合されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の血管内装置。
10. 血管内装置がガイドワイヤである、請求項１〜９のいずれか一項に記載の血管内装置。
11. 血管内装置がカテーテルである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の血管内装置。
12. カテーテルが、ガイドカテーテルである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の血管内装置。
13. ＰＣＩまたはステント留置処置を実施する必要性を決定するための方法であって、以下を含む：
    Ａ）狭窄の両側の血管内に電極対を配置すること、
    Ｂ）電極に電気的に結合した測定回路で狭窄を横断する血管内のインピーダンスを測定すること、および
    Ｃ）測定されたインピーダンスを所定のインピーダンス値または以前のインピーダンス測定値の一つと比較すること。
14. Ｄ）狭窄のサイズを示すデータの一つ、またはステント留置処置を実施するための推奨を示すこと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 測定されたインピーダンスが、多重インピーダンス値からコンピュータ処理された平均インピーダンス値を含み、Ｂ）さらに
    Ｂ１）電極で狭窄を横断する血管内のインピーダンスを、所与の期間内に複数回測定すること、
    を含む、請求項１３または１４に記載の方法。
16. 血管が、冠状動脈を含み、所与の期間、少なくとも１つの心周期を含む、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. Ｄ）測定回路によって収集された信号データの高速フーリエ変換解析を実施し、その間に一の電極対が、狭窄の各側の血管内に配置されること、
    をさらに含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の方法。