JP3283908B2 - バルーンカテーテル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大動脈内に挿入され、
外部から供給されるガス圧により拡張・収縮されるバル
ーン部と、ガイドワイヤが挿通されるインナーチューブ
と、該バルーン部にガスを供給するためのアウターチュ
ーブとを備えたバルーンカテーテルに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、急性心筋梗塞症の重症な合併症に
伴いショック状態にある患者や、心臓手術後の心拍出量
の低下した患者に対しては、薬物療法として用いられる
強心剤に加え、補助循環の一種である大動脈内バルーン
ポンピングを使用するのが一般的となってきた。上記患
者に対して機械的補助循環装置である人工心臓も用いら
れているが、未だ一般的ではなく、操作の簡便性から大
動脈内バルーンポンピングの有用性は高く、症例数は今
後とも増大することが予測される。

【０００３】ここで、大動脈内バルーンポンピングは、
細長いバルーン（風船）を付けたカテーテルを、脚部上
部の動脈から胸部下行大動脈内に挿入し、上記バルーン
をヘリウムガスを用いて、心臓の拍動に合わせて心室の
拡張期に拡張させ、心室の収縮期に収縮させるものであ
る。このバルーンポンピングにより、心筋への酸素供給
が高まると共に、心室の負荷が低減されて、機能の衰え
た心臓の回復を図ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のバルーンカテー
テルの開発においては、あくまでも前述の心臓に対する
補助効果が主眼に置かれ、結果的に生じる心拍出量の増
加により腎血流量の増加、尿量の増加がもたらされてい
た。しかし、重度心原性ショックの患者では、従来のバ
ルーンカテーテルでは、有効な腎血流量が得られない場
合もあった。

【０００５】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたものであり、重度心原性ショックの患者等につ
いても心臓の機能回復を助け得ると共に、能動的に腎血
流量の増大を図るバルーンカテーテルを提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、大動脈内に挿入され、外
部から供給されるガス圧により心臓の拍動に合わせて拡
張・収縮されるバルーン部と、ガイドワイヤが挿通され
るインナーチューブと、前記バルーン部にガスを供給す
るためのアウターチューブとを備えたバルーンカテーテ
ルにおいて、前記バルーン部が、第１のバルーンと、該
第１のバルーンから所定距離を隔てて配設され該第１の
バルーンと連通した第２のバルーンとからなり、前記第
１のバルーン及び第２のバルーンは、前記第１のバルー
ンを大動脈から腎動脈へ分岐する部分よりも上に配置し
たとき、前記第２のバルーンを該分岐部よりも下に配置
することができるように構成され、前記第１のバルーン
と前記第２のバルーンとを同時に拡張・収縮させること
により、前記第１のバルーンの作用により大動脈から心
臓の冠動脈に供給される血液の量を増大することができ
ると共に、前記第１のバルーン及び前記第２のバルーン
の作用により、大動脈から腎動脈へ供給される血液の量
を増大することができることを特徴とするバルーンカテ
ーテルを要旨とする。

【０００７】請求項２に記載の発明は、前記第１のバル
ーンと前記第２のバルーンとの間隔が約１００ｍｍであ
ることを特徴とする。

【０００８】

【作用及び発明の効果】本発明のバルーンカテーテル
は、バルーン部が第１のバルーンと該第１のバルーンか
ら所定の間隔を隔てて配設された第２のバルーンとから
なっており、大動脈内に挿入したとき、第１のバルーン
を大動脈から腎動脈へ分岐する分岐部より上に、かつ第
２のバルーンを該分岐部より下に配置することができ
る。つまり、大動脈から腎動脈への分岐部が第１のバル
ーンと第２のバルーンとで挟まれた状態となるようにす
ることができる。この状態で、第１のバルーンと第２の
バルーンにアウターチューブを介してガス圧を供給し、
該ガス圧を加減圧すると、第１のバルーンと第２のバル
ーンとが同時に拡張・収縮される。そして、心臓の筋肉
に血液を供給する冠動脈の血流量は、心臓の筋肉の弛緩
した拡張期に多く流れるが、第１のバルーンが拡張する
都度、大動脈から心臓の冠動脈に供給される血液量が更
に増大するので、心臓の機能回復が図られる。

【０００９】また、第１のバルーンが拡張・収縮すると
きには、第２のバルーンも同時に拡張・収縮するので、
両バルーンの拡張時には、大動脈から腎動脈への分岐部
付近の血圧が高くなって、腎動脈に血液が送られ、両バ
ルーンの収縮時には、該分岐部に新たな血液が大動脈か
ら供給される。従って、両バルーンの拡張・収縮を継続
して行うことにより、腎動脈を経由して腎臓へ血液が供
給される。従って、腎動脈へ供給される血液量が増大さ
れ、腎臓の機能改善と、それに伴う尿量の増加が図れ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本実施例のバルーンカテーテルを示す
説明図である。図１において、バルーンカテーテル１
は、動脈に挿入されるとき挿入先端となる先端部３と、
動脈に挿入されるときガイドワイヤが挿通されるインナ
ーチューブ５と、このインナーチューブ５を取り囲むよ
うに配設され、ヘリウムガス等を供給するアウターチュ
ーブ７と、該アウターチューブ７により供給されるガス
圧により拡張・収縮するバルーン部９等から構成されて
いる。

【００１１】バルーン部９は、該バルーンカテーテル１
の端部に設けられた第１のバルーン９１と、該第１のバ
ルーン９１から約１００ｍｍ離れて設けられた第２のバ
ルーン９２とから構成されている。この両バルーンの間
隔は、患者の体長別に適宜定められるが、上記範囲が選
ばれた理由は、成人の腹腔動脈と腎動脈の距離が約７〜
８ｃｍ離れているからである。

【００１２】この第２のバルーン９２は、バルーンカテ
ーテル１の基端部のアウターチューブ７ａに接続され、
また、第２のバルーン９２と第１のバルーン９１とは、
これらの間に配設されたアウターチューブ７ｂにより連
通している。それにより、アウターチューブ７により外
部からヘリウムガスが供給されると、第１のバルーン９
１と第２のバルーン９２とが同時に拡張され、該ガス圧
が減じられると、第１のバルーン９１と第２のバルーン
９２とが同時に収縮するようになっている。

【００１３】また、バルーンカテーテル１の先端部３及
びアウターチューブ７には、Ｘ線を透過させない物質を
含む造影用カラー１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び１１ｄが
設けられていて、バルーンカテーテル１の位置を体外か
ら検出できるようになっている。

【００１４】更に、バルーンカテーテル１の基端部１３
には、ガス供給用のコネクタ，バルーンカテーテル１を
固定するための固定翼あるいは弁などの付属部品（図示
せず）が取り付けられるようになっている。尚、バルー
ンカテーテル１の長さは、大腿動脈から弓部大動脈に達
する長さになっており、約７００ｍｍである。大腿動脈
と弓部大動脈との間隔が更に長い患者のためには、該長
さを長くすればよい。第１のバルーン９１は、容量が２
０〜４０ｃｃで、長さが、１９０〜２８０ｍｍであり、
拡張時の直径が１５〜１６ｍｍである。第２のバルーン
９２は、容量が２．５〜８ｃｃで、長さが３０〜７０ｍ
ｍであり、拡張時の直径が１３〜１４ｍｍである。

【００１５】これらの容量，長さ及び直径は、患者の体
型に応じて適宜定められるが、これらの数値が選ばれた
技術的理由は、次の通りである。第１のバルーン９１の
容量については、臨床的に従来使用されていたバルーン
カテーテルの容量をそのまま踏襲し、長さについては、
計測した日本人の身長Ｘと胸部下行大動脈長Ｙとの関係
式：Ｙ＝０．１４Ｘ＋０．４９（ｃｍ）より算出した、
各身長層に対応する胸部下行大動脈長から２ｃｍを差し
引いた長さをもって決定し、直径については、計測した
日本人の胸部下行大動脈長Ｙとその直径Ｚとの関係式：
Ｚ＝０．１５Ｙ＋６．９９（ｃｍ）より算出した、各胸
部下行大動脈長に対応する直径の８０％をもって決定し
た。

【００１６】また、第２のバルーン９２の容量について
は、後述する該バルーンの持つ”腹部大動脈の閉塞用バ
ルーン”としての性格を考慮し、なるべく容量の少ない
２．５，５．０，８．０ｍｌの３種を採用した。長さに
ついては、腎動脈から下腸間膜動脈までの距離、約８ｃ
ｍを超えないよう設定した。また、直径については、胸
部下行大動脈に比べ、腹部大動脈はその直径が約８０％
に減少するため、第１のバルーン９１の８７％のバルー
ン直径をもって第２のバルーン９２の直径とした。

【００１７】先端部３の素材としては、比較的抗血栓性
の良好なシリコン樹脂、ポリウレタン樹脂等が好まし
い。しかしながら、比較的短時間の使用で抗血栓性がそ
れほど重要ではない場合については、この限りでない。
バルーン部９の素材としては、良好な抗血栓性を有する
ポリウレタン樹脂が用いられる。インナーチューブ５の
素材としては、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂等が
好ましい。なかでも、ガイドワイヤに対する滑りが良い
点で、ポリアミド樹脂が好ましい。アウターチューブ７
の素材としては、比較的抗血栓性の良好なシリコン樹
脂、ポリウレタン樹脂等が好ましい。しかしながら、比
較的短時間の使用で抗血栓性がそれほど重要でない場合
については、この限りでない。本実施例で使用される高
分子材料はインナーチューブを除き、必ず血液と接触す
るうえ、インナーチューブについても血液との接触の可
能性があることから、バルーンカテーテル１を構成する
各部分に対して表面処理、抗血栓物質であるヘパリンの
コーティングあるいはヘパリン固定化等を実施してもよ
い。

【００１８】図２は、本実施例の使用方法を説明するた
めの模式図である。次に、本実施例の使用方法について
説明する。まず、穿刺針により大腿動脈２１を穿刺し、
該穿刺針の内針を抜き取って、ガイドワイヤを挿入す
る。次に、ガイドワイヤを残して、穿刺針の外筒を抜取
り、ダイレータと呼ばれる拡張器を該ガイドワイヤに通
して皮膚，皮下組織及び動脈血管を貫通させ、穿刺口を
拡張する。次に、ダイレータを抜取り、シースをガイド
ワイヤに通し、上述と同様に皮膚，皮下組織及び動脈血
管を貫通させる。

【００１９】バルーンカテーテル１を挿入するに先だっ
て、インナーチューブ５内に別のガイドワイヤを挿入し
ておく。バルーンカテーテル１を人体に挿入するとき、
バルーン部９は折り畳まれている。この状態でバルーン
カテーテル１を、上記シース内に挿入し、大動脈２３内
の所望の位置まで進める。

【００２０】バルーンカテーテル１の先端部３が弓部大
動脈２３ａの直下に到達したとき、バルーンカテーテル
１の挿入を終了し、ガイドワイヤを引き抜き、基端部１
３を固定する。このとき、第１のバルーン９１が、大動
脈２３から腎動脈２５へ分岐する分岐部２７より上に位
置し、かつ第２のバルーン９２が、該分岐部２７より下
に位置するようにする。

【００２１】そして、アウターチューブ７を介してヘリ
ウムガスをバルーン部９に送り、その圧力を増減させる
ことにより、第１のバルーン９１及び第２のバルーン９
２を拡張・収縮させる。バルーン部９の拡張・収縮は、
患者の心電図または動脈圧波形をとって、心臓の拍動に
合わせて行ない、心臓の拡張期にはバルーン部９を拡張
させ、心臓の収縮期には、バルーン部９を収縮させる。

【００２２】心臓の筋肉に血液を供給する冠動脈の血流
量は、心臓の筋肉の弛緩した拡張期に多く流れる。拡張
期に第１のバルーン９１が膨らむと、先端部３より心臓
に近い側の動脈内の血圧が高くなり、冠動脈の血流量が
増大され、より多くの酸素が心筋に供給される。また、
第１のバルーン９１が収縮すると、陰圧効果により収縮
期の血圧が低下し、左心室の仕事量が低減される。上記
２つの作用により機能の衰えた心臓の回復が図られる。

【００２３】また、第１のバルーン９１が拡張・収縮す
るときには、第２のバルーン９２も同時に拡張・収縮す
るので、バルーン部９の拡張時には、大動脈２３から腎
動脈２５への分岐部２７付近の血圧が高くなって、腎動
脈２５に血液が送られ、バルーン部９の収縮時には、該
分岐部２７に新たな血液が大動脈２３から供給される。
従って、両バルーン９１，９２の拡張・収縮を継続して
行うことにより、腎動脈２５を経由して腎臓へ供給され
る血液量が増大され、腎臓の機能改善と、それに伴う尿
量の増加が図れる。

【００２４】次に、本実施例の効果を調べるために行っ
た実験について説明する。この実験は、生体の血管系を
模してプラスチック等により作成した模擬血管システム
を用いて行った。この模擬血管システムは、動脈に相当
する模擬動脈と、静脈に相当する模擬静脈と、毛細血管
に相当する模擬末梢部と、模擬動脈の一部から分岐した
腎動脈に相当する模擬腎動脈と、腎臓に相当する模擬腎
臓と、腎静脈に相当する模擬腎静脈とからなり、模擬動
脈及び模擬静脈の末端は心臓に相当する拍動流付きロー
ラポンプ（ＳＡＲＮＳ）に接続されている。尚、模擬血
管の胸部下行動脈に相当する部分の内径を１７．５ｍｍ
とし、模擬腎動脈の内径を８．７ｍｍとした。

【００２５】このような模擬血管システムに血液と同様
の比重を有する液体を注入し、大腿部に相当する位置に
設けた開口部から本実施例の２つのバルーン部を有する
バルーンカテーテルを挿入して該開口部を遮閉した。次
に、ローラポンプを駆動して流体を実際の血流と同様脈
動するように循環させた。このとき、模擬血管内の圧力
が平均で約１００ｍｍＨｇとなるようにした。次に、流
体の流れをバルーン部に駆動装置（ＤＡＴＡＳＣＯＰＥ
製システム９０）を用いてヘリウムガスを供給し、バル
ーン部を拡張・収縮させた。そして、模擬腎動脈内の圧
力変化と流量とを測定した。また、本実施例と比較する
ために従来の１つのバルーン部を有するバルーンカテー
テルについても同様の実験を行った。

【００２６】本実施例のバルーンカテーテルと従来（比
較例）のバルーンカテーテルの寸法及び容量等を表１に
示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】本実験の結果を示す図３からわかるよう
に、本実施例のバルーンカテーテルを用いた場合は比較
例に比べて、模擬腎動脈の最高圧力が高くなった。ま
た、模擬腎動脈の流量は本実施例が７００ｃｃ／ｍｉｎ
に対し、比較例は２５０ｃｃ／ｍｉｎであり、約２．８
倍の流量が得られた。

【００２９】以上のように本実施例では、バルーン部を
第１のバルーン９１と該第１のバルーン９１から所定の
間隔だけ隔てた第２のバルーン９２とから構成し、大動
脈２３から腎動脈２５への分岐部２７が、第１のバルー
ン９１と第２のバルーン９２とで挟まれた状態とするこ
とができるようにし、この状態でバルーン部９にガス圧
を供給して、第１のバルーン９１と第２のバルーン９２
とを同時に拡張・収縮させるようにした。この結果、第
１のバルーン９１の作用により、冠動脈へ供給される血
液量が増大され、それにより、機能の衰えた心臓の回復
が図られ、また、第１のバルーン９１と第２のバルーン
９２との作用により、腎動脈２５を経由して腎臓へ供給
される血液量が増大され、腎臓の機能改善と、それに伴
う尿量の増加が図れる。

【００３０】以上、実施例について説明したが、本発明
は上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様で
実施できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のバルーンカテーテルを示す説明図で
ある。

【図２】本実施例の使用方法を説明するための模式図で
ある。

【図３】模擬血管システムを用いて行った実験において
測定された本実施例と比較例との腎動脈圧を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１…バルーンカテーテル ３…先端部 ５…インナ
ーチューブ ７…アウターチューブ ９…バルーン部 ９１…第
１のバルーン ９２…第２のバルーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−39170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−50784（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−31985（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−138172（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−237574（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−92773（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61M 25/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大動脈内に挿入され、外部から供給され
   るガス圧により心臓の拍動に合わせて拡張・収縮される
   バルーン部と、ガイドワイヤが挿通されるインナーチュ
   ーブと、前記バルーン部にガスを供給するためのアウタ
   ーチューブとを備えたバルーンカテーテルにおいて、 前記バルーン部が、第１のバルーンと、該第１のバルー
   ンから所定距離を隔てて配設され該第１のバルーンと連
   通した第２のバルーンとからなり、前記第１のバルーン
   及び第２のバルーンは、前記第１のバルーンを大動脈か
   ら腎動脈へ分岐する部分よりも上に配置したとき、前記
   第２のバルーンを該分岐部よりも下に配置することがで
   きるように構成され、 前記第１のバルーンと前記第２のバルーンとを同時に拡
   張・収縮させることにより、前記第１のバルーンの作用
   により大動脈から心臓の冠動脈に供給される血液の量を
   増大することができると共に、前記第１のバルーン及び
   前記第２のバルーンの作用により、大動脈から腎動脈へ
   供給される血液の量を増大することができる ことを特徴
   とするバルーンカテーテル。
2. 【請求項２】前記第１のバルーンと前記第２のバルーン
   との間隔が約１００ｍｍであることを特徴とする請求項
   １記載のバルーンカテーテル。