JP5525624B2 - 2以上の区域を有するコイル導体を備えた医療用リード線および該コイル導体の構築方法 - Google Patents

2以上の区域を有するコイル導体を備えた医療用リード線および該コイル導体の構築方法 Download PDF

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Description

本明細書中に開示された様々な実施形態は、体内における電気インパルスの感知または電気刺激の送達のうち少なくともいずれか一方のための身体移植式医療用デバイスに関し、より具体的には、少なくとも2つの区域を有するコイル状導体に関連する方法およびデバイスに関する。
心調律管理システムで使用するための多種類の医療用電気リード線が知られている。そのようなリード線は、典型的には、患者の心臓内部または心臓上の移植位置まで血管内を伸び進められた後、心臓の電気的活性の感知、治療刺激の送達などのためパルス発生器または他の移植式デバイスに結合される。該リード線は、望ましくは自然な患者の動きに対応するために高い可撓性を有しつつも、さらに最小限にとどめた外形を有するように構築される。同時に、該リード線は、例えばヒトの筋肉系および骨格系、パルス発生器、他のリード線、ならびに移植処置および外移植処置の際に使用される外科用器具によって与えられる、様々な外力に曝される。改良されたリード線の設計が絶えず必要とされている。
本発明の目的は、上記した問題を解決することができる移植式リード線を提供することにある。
本明細書中で議論されるのは、2以上のセグメントを有するコイル状導体を含む、移植式医療用電気リード線のための様々なコイル状導体、およびそのような導体を備えた医療用電気リード線である。
実施例1において、医療用リード線は、リード線本体と、リード線本体内に配置された少なくとも1つのルーメンと、ルーメン内に配置されたコイル状導体を含んでなる。コイル状導体は、第1のコイル状セグメントと、第2のコイル状セグメントと、第1および第2のコイル状セグメントの端部に結合された接合部材(junction member)とを含んでなる。第1のコイル状セグメントは第1の数のファイラー(filar)および第1のピッチを含んでなり、第2のコイル状セグメントは第2の数のファイラーおよび第2のピッチを含んでなる。
実施例2は、実施例1による医療用リード線であって、第1のコイル状セグメントは第1の外径および第1の内径をさらに含んでなり、第2のコイル状セグメントは第2の外径および第2の内径をさらに含んでなることを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例3は、実施例1または2による医療用リード線であって、第1の外径は第2の外径より大きく、かつ第1の内径は第2の内径より大きいことを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例4は、実施例1〜3のうちいずれかによる医療用リード線であって、第1の数のファイラーは第2の数のファイラーより少ないことを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例5は、実施例1〜4のうちいずれかによる医療用リード線であって、第1のコイル状セグメントはコーティングされたファイラーを含んでなり、第2のコイル状セグメントはコーティングされていないファイラーを含んでなることを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例6は、実施例1〜5のうちいずれかによる医療用リード線であって、第1のコイル状セグメントは第1のコイル状導体であり、第2のコイル状セグメントは第2のコイル状導体であることを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例7は、実施例1〜6のうちいずれかによる医療用リード線であって、接合部材は溶接部であることを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例8は、実施例1〜6のうちいずれかによる医療用リード線であって、接合部材は接合リングであることを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例9は、実施例8による医療用リード線であって、接合リングは、第1のコイル状セグメントの端部においてルーメン内に配置されるように構成された雄型結合部品と、第2のコイル状セグメントの端部を受承するように構成されたルーメンを含んでなる雌型結合部品とを含んでなることを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例10は、実施例8による医療用リード線であって、接合リングは、第1のコイル状セグメントの端部を受承するように構成されたルーメンを含んでなる第1の雌型結合部品と、第2のコイル状セグメントの端部を受承するように構成されたルーメンを含んでなる第2の雌型結合部品とを含んでなることを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例11は、実施例8による医療用リード線であって、接合リングは、第1のコイル状セグメントの端部においてルーメン内に配置されるように構成された第1の雄型結合部品と、第2のコイル状セグメントの端部においてルーメン内に配置されるように構成された第2の雄型結合部品とを含んでなることを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例12によれば、医療用リード線は、リード線本体と、リード線本体内に配置された少なくとも1つのルーメンと、ルーメン内に配置されたコイル導体とを含んでなる。コイル導体は、基端側コイル状セグメントと、先端側コイル状セグメントと、基端側コイル状セグメントの先端および先端側コイル状セグメントの基端に結合された接合部材とを含んでなる。基端側セグメントは、第1の数のコーティングされたファイラーと、第1のピッチと、第1の外径とを含んでなる。先端側セグメントは、第2の数のコーティングされていないファイラーと、第2のピッチと、第1の外径より小さい第2の外径とを含んでなる。
実施例13は、実施例12による医療用リード線であって、接合部材は溶接部であることを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例14は、実施例12による医療用リード線であって、接合部材は、基端側コイル状セグメントの先端においてルーメン内に配置されるように構成された雄型結合部品と、先端側コイル状セグメントの基端を受承するように構成されたルーメンを含んでなる雌型結合部品とを含んでなる接合リングであることを特徴とする医療用リード線に関する。
実施例15によれば、少なくとも第1のセグメントおよび第2のセグメントを有するコイル導体を構築する方法は、第1のセグメントを形成するために第1の数の少なくとも1本のファイラーをマンドレルの第1の区域の上に巻線してコイル状形態とするステップと、第2のセグメントを形成するために、転換点を起点とする第2の数の少なくとも1本のファイラーをマンドレルの第2の区域の上に巻線してコイル状形態とするステップとを含んでなる。第1のセグメントを形成するための巻線は転換点を終点とする。第1の区域は第1の外径を有し、第2の区域は第2の外径を有する。第1のセグメントは、第1の数の少なくとも1本のファイラーと、第1のピッチと、第1の内径とを備えている。第2のセグメントは、第2の数の少なくとも1本のファイラーと、第2のピッチと、第2の内径とを有している。第1の数のファイラー、第1のピッチ、第1の内径、および第1の外径のうち少なくとも1つは、第2の数のファイラー、第2のピッチ、第2の内径および第2の外径のうち少なくとも1つと異なっている。
実施例16は、実施例15による方法であって、少なくとも1本のファイラーはコーティングされたファイラーであることと、該方法は、第1のセグメントまたは第2のセグメントのうちいずれかを形成するために少なくとも1本のファイラーを巻線する間にコーティングを除去するステップをさらに含み、これにより第1および第2のセグメントのうちの1つはコーティングされていないことと、を特徴とする方法に関する。
実施例17は、実施例15または16による方法に関し、第2の数のファイラーを巻線する前に転換点において第1の数のファイラーのうちの1つを除去するステップをさらに含むことにより、第2の数のファイラーは第1の数のファイラーよりも少ない。
実施例18は、実施例15または16による方法に関し、第2の数のファイラーを巻線する前に転換点においてファイラーを追加するステップをさらに含むことにより、第2の数のファイラーは第1の数のファイラーより多い。
実施例19は、実施例15〜18のうちいずれかによる方法であって、マンドレルの第2の外径はマンドレルの第1の外径より小さいことを特徴とする方法に関する。
実施例20は、実施例15〜19のいずれかによる方法に関し、第3のセグメントを形成するために、第2の転換点を起点とする第3の数の少なくとも1本のファイラーをマンドレルの第3の区域の上に巻線してコイル状形態とするステップであって、第3の区域は第3の外径を含んでなり、第3のセグメントは、第3の数の少なくとも1本のファイラーと、第3のピッチと、第3の内径とを含んでなることと、第2の数のファイラー、第2のピッチ、第2の内径および第2の外径のうち少なくとも1つは、第3の数のファイラー、第3のピッチ、第3の内径および第3の外径のうち少なくとも1つと異なっていることとを特徴とするステップをさらに含んでなる。
多数の実施形態が開示されるが、当業者には、本発明の実例となる実施形態を示しかつ説明する以下の詳細な説明から、本発明のさらに別の実施形態が明白となるであろう。従って、図面および詳細な説明は当然例示としてみなされるべきであり、限定的なものとみなされるべきではない。
一実施形態による、患者の心臓内に設置された1対の医療用電気リード線に接続されたパルス発生器を備えている心調律管理システムの概略図。 一実施形態による、図1Aに示されたリード線のうち一方の斜視図。 一実施形態による、リード線の一部分の概略断面図。 一実施形態による、接合リング(junction ring)を備えたコイル状導体の概略断面図。 一実施形態による、図2Aのコイル状導体の斜視図。 一実施形態による、取付チューブの側面図。 一実施形態による、図3Aの取付チューブの断面図。 別の実施形態による、接合リングを備えたコイル状導体の概略断面図。 一実施形態による、図4Aの接合リングの斜視図。 さらに別の実施形態による、接合リングを備えたコイル状導体の概略断面図。 一実施形態による、図5Aの接合リングの斜視図。 一実施形態による、溶接部を備えたコイル状導体の一部分の概略図。 一実施形態による、溶接部を備えたコイル状導体を作出する1つの方法の概略図。 別の実施形態による、溶接部を有するコイル状導体を作出する別の方法の概略図。 さらに別の実施形態による、溶接部を有するコイル状導体を作出するさらに別の方法の概略図。 一実施形態による、2つのセグメントを有するコイル状導体の一部分の側面図。 一実施形態によるリード線の斜視図。
本発明には様々な改変形態および代替形態の可能性があるが、特定の実施形態が例として図面に示されており、かつ以下に詳細に説明される。しかしながら、本発明を記載の特定の実施形態に限定することが目的ではない。それどころか、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内にあるすべての改変形態、等価物、および代替形態を包含するように意図されている。
本明細書中に開示された様々な実施形態は、医療用電気リード線において使用するためのコイル状ワイヤ導体ならびに該導体を製造するための関連方法およびデバイスに関する。本発明の様々な実施形態によるリード線は、内因性の電気的活性の感知、または患者への治療的な電気刺激の付与のうち少なくともいずれかに適している。典型的な用途には、限定するものではないが、心調律管理(CRM)システムおよび神経刺激システムが挙げられる。例えば、ペースメーカー、移植式除細動器、または心臓再同調療法(CRT)デバイスを利用する典型的なCRMシステムでは、本発明の実施形態による医療用電気リード線は、心臓の電気的活性を感知して心臓内部の心組織に治療的電気刺激を与えるように、1つ以上の心腔内に部分的に移植されるように構成された心内膜リード線であってよい。さらに、本発明の実施形態によって形成されたリード線は、CRTまたはCRT‐Dシステムにおける両室ペーシングを容易にするように、心臓の左側に隣接している冠状静脈中に配置するのに特に適切となりうる。さらに加えて、本発明の実施形態により形成されるリード線は、心臓の外表面に固定されるように(すなわち心外膜リード線として)構成されてもよい。図1Aは、患者の心臓18に設置された1対の医療用電気リード線14、16に接続されたパルス発生器12を含んでいる心調律管理システム10の概略図であり、心臓18は、右心房20および右心室22、左心房24および左心室26、右心房20の中の冠状静脈洞口28、冠状静脈洞30、ならびに冠状静脈洞30から分かれた典型的な分枝血管32を含む様々な冠状静脈を有している。
1つの実施形態によれば、図1Aに示されるように、リード線14は、基端側部分42および先端側部分36を備え、先端側部分36は図のように右心房20、冠状静脈洞口28および冠状静脈洞30を通り、冠状静脈洞30の分枝血管32の中へ導入されている。先端側部分36はさらに先端38および電極40を備え、該先端および電極はいずれも分枝血管32の内部に配置されている。図示されたリード線14の配置状態は、心臓18の左側にペーシング刺激または除細動刺激のうち少なくともいずれかを送達するために使用可能である。さらに、当然のことであるが、リード線14は、心臓18の左側または右側に治療を提供するために、冠状静脈系の他の領域、例えば大心臓静脈内または他の分枝血管内に部分的に設置されてもよい。
図示された実施形態では、電極40は、内因性の電気的心律動の感知、または分枝冠状静脈32の内部から左心室26への比較的低電圧のペーシング刺激の送達のうち少なくともいずれかのために構成された比較的小さな低電圧電極である。様々な実施形態において、リード線14は、多極ペーシング用または選択的なペーシング部位設定用のうち少なくともいずれか一方のための、追加のペーシング電極/感知電極を備えることができる。
図1Aにさらに示されているように、図の実施形態では、リード線16は、基端側部分34と、右心室22に埋め込まれた先端側部分44とを備えている。他の実施形態では、CRMシステム10は、さらなる追加のリード線、例えば右心房20に埋め込まれたリード線を備えていてもよい。先端側部分44は、いずれも図の実施形態の右心室22に移植された、可撓性の高圧電極46、比較的低電圧のリング電極48、および低電圧のチップ電極50をさらに備えている。当然ながら、高圧電極46はリング電極48およびチップ電極50と比べて比較的大きな表面積を有し、従って除細動/電気除細動療法のために心組織へ比較的高電圧の電気刺激を送達するために構成され、一方リング電極48およびチップ電極50は比較的低電圧のペーシング電極/感知電極として構成される。電極48,50は双極のペーシング/感知能力をリード線16に提供する。
様々な実施形態において、リード線16は、多極の除細動/電気除細動能力を提供するように、リード線16に沿って追加の除細動/電気除細動電極または追加のペーシング/感知電極のうち少なくともいずれかを備えている。1つの典型的な実施形態では、リード線16は、移植時に右心房20(または上大静脈のうち少なくともいずれか)の中に位置するようにリード線16に沿って配置された、電極46以外の基端側高圧電極を備えている。当然ながら、さらなる電極構成をリード線16とともに利用することが可能である。要するに、いかなる電極構成も、本発明の意図する範囲から逸脱することなくリード線16に使用することができる。
パルス発生器12は、典型的には、患者の胸部または腹部の移植位置または嚢状腔の内部に皮下移植される。パルス発生器12は、患者に治療的電気刺激を送達するための、当分野で既知または後に開発される任意の移植式医療用デバイスであってよい。様々な実施形態において、パルス発生器12は、ペースメーカー、移植式除細動器(ICD)、両室ペーシング用に構成された心臓再同調(CRT)デバイスであるか、またはペーシング能力、CRT能力および除細動能力の組み合わせを備えている。
図1Bは、図1Aに示されたリード線14の斜視図である。上記に議論されるように、リード線14は心臓を刺激するための電気パルスを送達するか、または心臓を監視するための電気パルスを受信するかのうち少なくともいずれかを行うようになされている。リード線14は、長尺状のポリマーリード線本体56を備え、該リード線本体は、ポリウレタン、ポリアミド、ポリカーボネート、シリコーンゴム、または任意の他の適切なポリマーから形成可能である。
さらに、リード線14は、図1Aに示されるように1つの電極40を有することも可能であるし、リード線14がその先端側区域36に沿って3つの電極40,52,54を有している図1Bに示されるように、2以上の電極を有してもよい。
図1Bにさらに示されるように、リード線14は、リード線本体56の基端に動作可能なように関連付けられたコネクタ58をさらに備えている。コネクタ58は、リード線14を図1Aに示されるようにパルス発生器12に機械的かつ電気的に結合するように構成され、任意の標準的な型、大きさまたは形状であってよい。コネクタ58は、コネクタ58から基端側へ伸びるターミナルピン60を有する。当然ながら、コネクタ58は、(図1Cに最もよく示されるような)リード線本体56内部の長尺状管状部材62の内側に配置される1以上の導体(図示せず)を経由して電極40,52,54に電気的かつ機械的に接続される。
様々な実施形態において、図1Cに断面で示された長尺状管状部材62は、多数のルーメンを画成する(そして本明細書中では「マルチルーメンチューブ」とも呼ばれる)。いくつかの実装において、マルチルーメンチューブ62は、リード線本体56の中心部分または内側部分を形成し、本体56の基端側部分から先端側部分まで伸びる。図に示されるように、いくつかの実施形態では、マルチルーメンチューブ62は4つのルーメン64,66,68,70を有する。他の実施形態では、マルチルーメンチューブ62は、単一ルーメン、2以上のルーメン、3以上のルーメン、4以上のルーメン、または任意の他の適切な数のルーメンを有する。さらに、いくつかの実施形態では、1以上のルーメンはマルチルーメンチューブ62の長手方向軸からオフセットされる。例えば、第1のルーメン64は、マルチルーメンチューブ62の長手方向軸に関して同軸ではない長手方向軸を有する。
上述のように、いくつかの実施形態では、ルーメン64,66,68,70は、導体が通り抜けて1以上の電極40,52,54をコネクタ58に電気的に接続することができる通路を提供する。利用される導体は、必要な機能性を提供する任意の形態をとることができる。例えば、当然ながら、電極40をコネクタ58に(したがってパルス発生器12に)結合する導体は、リード線送達用のスタイレットまたはガイドワイヤを受け入れるための内部ルーメンを画成しているコイル状の導体であってもよい。図1Cの例として最もよく示されるように、ルーメン70に配置された導体72は、導体72の内側に内部ルーメン74を画成しているコイル状導体72の例である。反対に、様々な実施形態において、電極40,52,54のうちいずれかへ向かう導体のうち任意のものがマルチストランドケーブル導体であってもよい。
図2Aおよび2Bは、一実施形態によるコイル状導体80を示している。導体80は、接合部材(joint member)94を介して結合された基端側コイル82および先端側コイル84を有している。図2Aおよび2Bに示された実施形態では、接合部材94は接合リング(joint ring)94である。
「接合リング」とは、本願の目的については、2つのコイル状導体またはコイル状導体セグメントを直列に機械的かつ電気的に結合するように構成された任意の結合部品、構造物またはデバイスを意味するように意図される。当然ながら、本明細書中に開示されたいずれのコイル状導体の実施形態も少なくとも2つのセグメントまたは区域(section)を有し、「セグメント」および「区域」は本願の目的上は互換的に使用されるように意図される。いくつかの実装では、区域またはセグメントはそれぞれ個別の導体コイルである。代替実施形態では、区域またはセグメントは同じコイルの一部である。
図2Aおよび2Bに示された実施形態では、接合リング94は導体82のルーメン内に配置される雄型部材96を有する。雄型部材96の外側表面98は、コイル状導体82の先端部のファイラー86と接触することにより、機械的かつ電気的な接続をなしている。
1つの実装によれば、雄型部材96の上に配置されたファイラー86のうち少なくとも1つは、溶接もしくははんだ付けまたはその他の方法で部材96に取り付けられることにより、導体82を接合リング94に取り付けている。別例として、ファイラー86は、(図3Aおよび3Bに示されるような)取付チューブ110がファイラー86および雄型部材96を覆って配置され、その結果ファイラー86が雄型部材96と取付チューブ110との間に配置されることにより、雄型部材96に取り付けられる。該チューブは本体112および内部ルーメン114を有し、かつこの実施形態では該チューブは雄型部材96およびさらには該雄型部材96の上に配置されたファイラー86の上にも配置されるような大きさである。一実施形態では、チューブ110が雄型部材96およびファイラー86を覆って適所におかれると、チューブ110がファイラー86および部材96に対して圧着またはその他の方法で締め付けられることにより、ファイラー86が部材96に取り付けられる。さらなる代替例では、導体82をリング94へ取り付けるために任意の形態の機械的取付具が使用されてもよい。
リング94はさらに、内側表面104を有するルーメン102を画成する雌型部材100も有する。図2Aおよび2Bの実施形態では、コイル状導体84の基端がルーメン102の中に配置される結果、コイル状導体84の基端の個々のファイラー92がルーメン102の内側表面104と接触することにより、コイル状導体84と接合リング94との間の機械的かつ電気的接続がもたらされる。
いくつかの実装によれば、ルーメン102の内側に配置されたファイラー92のうち少なくとも1つが雌型部材100に溶接されることにより、導体84がリング94に取り付けられる。1つの典型的な実施形態では、溶接は、雌型部材100の外壁の開孔部106を使用して遂行可能である。別例として、ファイラー92は、雌型部材100およびファイラー92によって形成されたルーメン102の中に取付チューブを挿入することにより、雌型部材100に取り付けられる。一実施形態によれば、図3Aおよび3Bに示された取付チューブ110は、雌型部材100と共に使用される取付チューブの一例となりうる。この実施形態では、取付チューブ110は、ルーメン102の内部およびさらにはルーメン102内に配置されたファイラー92によって形成されるルーメンの内部に適合する大きさであることにより、ファイラー92は雌型部材100と取付チューブ110との間に配置される。一実施形態では、チューブ110がルーメン102内で適所におかれると、雌型部材100はファイラー92およびチューブ110に対して圧着またはその他の方法で締め付けられることにより、ファイラー92を雌型部材100のルーメン102の内側に取り付ける。さらなる代替例では、導体84をリング94へ取り付けるために任意の形態の機械的取付具が使用されてよい。
この実施形態では、リング94の雄型部材96が雌型部材100のルーメン102と連通しているルーメン108を画成する結果、リング94はリング94全体を通って伸びるルーメンを有することになる。さらに、図2Aに最もよく示されるように、リング94のある種の実装では、ルーメン102の内径がルーメン108の内径よりも大きいことにより、ルーメン102の中にコイル84のファイラー92のための付加的な空間が可能となる。実際、図2Aに示されたようなある種の実施形態では、2つのルーメン102,108の直径の差がコイル84のファイラー92の外径とほぼ等しいことにより、結果として得られるルーメン102,108を通るほぼ同一のままの内径に影響を及ぼすことなく、ルーメン102の中にファイラー92を配置することが可能となる。そのため、このルーメン102,108は、結合されたコイル82,84またはコイルセグメント82,84の全長にわたって画成されるルーメンに支障をきたすことなく接合リング94を使用することを可能にする。換言すれば、リング94を用いて結合されたコイル82,84は依然としてルーメンを有し、該ルーメンを通して任意のガイドワイヤもしくはスタイレットまたはその他同様のデバイスがいかなる形の物理的な封鎖または妨害も受けずに挿入可能である。
一実施形態によれば、リング94はさらに、リング94のルーメン108の中への、かつ該ルーメンを通っての、スタイレットまたはその他同様の構成要素の容易な挿入を可能にする付加的な特徴も有する。すなわち、リング94は、コイル82を通して、かつガイドリング94を通してコイル84の中へ挿入されている任意の長尺状デバイスを、該デバイスの進行を妨げることなく誘導することができる、ルーメン108の開口部に画成されたリップ110を有する。
代替実施形態では、接合リングは、特定のコイル導体またはリード線の設計要件に応じて2つの雄型部材または2つの雌型部材を有することもできる。例えば、図4Aおよび4Bは、2つの雌型部材132,136を備えた接合リング122を有する導体コイル120を示している。第1のコイル導体124の端部は第1の雌型部材132のルーメン134内に配置され、第2のコイル導体126の端部は第2の雌型部材136のルーメン138内に配置される。
図2Aおよび2Bのリング94と同様に、リング122の様々な実施形態におけるルーメン134,138の内径は、2つのコイル124,126のファイラー128,130の外径の間のいかなる差異にもかかわらず、両ルーメン134,138にわたってほぼ一定の内径を提供するように構成可能である。換言すれば、コイル124,126のファイラーの厚さに応じて、2つのルーメン134,138の内径を変更することができ、これらのルーメンの内径がほぼ一定を維持して、コイル120内へスタイレットまたはその他同様のデバイスを容易に挿入できるようにリング122を結合する。
一実施形態によれば、リング122は2つのルーメン134,138の間に配置された内側肩部144を有する。肩部144は、第1のルーメン134を第2のルーメン138から隔てることが可能であり、コイル124,126が中に配置されているときのルーメン134,138の内径とほぼ等しいルーメン146を画成する。換言すれば、ルーメン146は、任意のスタイレットまたはその他同様のデバイスがリング122を通って挿入できるように、ルーメン134,138がコイル124,126を収容しているときのこれらのルーメンの内径と少なくとも同じ大きさの内径を有していなければならない。さらに、ある実施形態によれば、肩部144は、リング122と適切な機械的かつ/または電気的接続を行うために、適正量の各コイル124,126が各ルーメン134,138の中に配置されるようにコイル124,126の位置決めに役立つ。
1つの実装によれば、リング122は、2つの雌型部材132,136の外壁に配置された2つのスロット140,142を有する。スロット140,142はそれぞれ、2つのコイル124,126のファイラー128,130をそれぞれのルーメン134,138の内側表面に対して容易に溶接できるように形成される。すなわち、スロット140,142は、ルーメン134,138の内側に配置されたファイラー128,130に対して、スロット140,142から物理的かつ視覚的にアクセスすることにより、リング122の外側の位置からルーメン134,138内部のファイラー128,130の溶接をより容易にする。図4Bに最もよく示されるような実施形態において、2つの雌型部材132,136はそれぞれ2つのスロットを有することが可能であり、第1の部材132は2つのスロット140A,140Bを有し、第2の部材136は2つのスロット142A,142B(図では見えていない)を有する。別例として、部材132,136はそれぞれスロットを1つだけ有していてもよいし、スロットを有していなくてもよい。
図5Aおよび5Bに示された実施形態によるコイル状導体150は、2つの雄型部材162,166を有する接合リング152を有している。第1のコイル状導体154の端部は第1の雄型部材162の上に配置され、第2のコイル状導体156の端部は第2の雄型部材166の上に配置される。さらに、この実装では、ルーメン164,168の開口部はいずれも、リング152を通っていずれかの方向へ挿入されている任意の長尺状デバイスを該デバイスの進行を妨げることなく誘導することができる、リップ172,174を有している。
一実施形態によれば、リング152は、2つの雄型部材162,166の間においてリング152の外側表面に配置された外側肩部170を有する。肩部170は、第1の部材162を第2の部材166から隔てることができ、コイル150が配置されることになっているリード線のルーメン内に適合する外径を有する。さらに、ある実施形態によれば、肩部170は、導体154,156の位置決めに役立つため、適正量の第1および第2の各コイル状導体154,156を各部材162,166上に配置して、リング152との適切な機械的かつ/または電気的接続を行うことができる。
代替実施形態では、他の形態の結合部品を使用して2つ以上のコイル状セグメントが直列に結合されてもよい。例えば、2つ以上のコイル状セグメントは、いくつかの溶接法のうちいずれか1つによってともに結合可能である。図6は、溶接部182である接合部材182を有する、コイル状導体180の具体例を示している。すなわち、第1のコイル状導体184および第2のコイル状導体186はそれぞれの端部においてともに溶接されて、溶接部を有する単一のコイル状導体180を作出する。「溶接部」とは、本願の目的上、いかなる別個の機械的結合デバイスまたは結合部品も伴わずに溶接法に基づいて2つのコイル状導体またはコイル状導体セグメントの間で作出される、任意の結合部品を意味する。
図6の溶接部182のような溶接部は、図7A、7Bおよび7Cに示されたもののようないくつかの異なる方法を使用して作出可能である。
図7Aは、コイルセグメントの端部に2つの溶接バンドが作られた後にともに溶接される、1つの実装による溶接部の作出方法を示している。この実装では、2つの溶接バンド190,192が、第1のコイル状導体184および第2のコイル状導体186の各々の一端においてファイラーを併せて溶接することにより最初に作出される。溶接バンド190,192が各導体184,186の端部において形成されれば、該2つのバンドはその後併せて溶接されて溶接部182を形成する。一実施形態では、2つのバンド190,192はシーム溶接194を使用して併せて溶接される。別例として、2つのバンド190,192を併せて溶接する任意の方法が使用可能である。
図7Bは、別の実施形態による、2つの導体184,186を結合する溶接部182を作出する別の方法を示している。この実施形態では、第1の導体184のファイラー196は、最初に第2の導体186のファイラー198とより合わされて、ファイラー196,198が図に示されるような反復形式で直列にともに組み合わされるようになっている。ファイラー196,198がより合わされると、その後、より合わされたファイラー196,198を併せて溶接することにより溶接部182が作出される。
図7Cは、さらに他の実装による、2つの導体184,186を結合する溶接部182を作出するさらに別の方法を示している。この実施形態では、一方の導体のファイラーは他方の導体のファイラーと重ね合わされる。図7Cに示された実施例では、第2のコイル状導体186の一端のファイラー198は、第1のコイル状導体184の一端のファイラー196と重ね合わされて該ファイラー196の内側に配置されている。別例として、第1のコイル状導体184のファイラー196が第2のコイル状導体186のファイラー198と重ね合わされて該ファイラー198の内側に配置されてもよい。ファイラー196,198が重ね合わされると、該ファイラー196,198は併せて溶接されて溶接部182を作出することができる。当然ながら、図7Cに示されるもののようないくつかの実施形態では、一方のコイル状導体は他方よりも大きなI.D.およびO.D.を有し(例えば、図中の第2の導体186より大きなI.D.およびO.D.を有している第1の導体184など)、これにより他方の導体の中へ一組のファイラーを容易に挿入することができる。一方、コイル状導体が異なるI.D.およびO.D.を有することは必要条件ではない。
本明細書中に記載された様々な実施形態(上述のような様々な接合リングおよび溶接部を含む)のうちいずれかのような結合部品を使用して、異なる導体コイルまたは導体コイルセグメントを直列に組み合わせることにより、導体の長さに沿って異なる部分または区域に基づいた広く様々な特徴を示すことができるコイル導体を作出または取得することが可能となる。すなわち、導体コイルは導体の最適な機能的性能ニーズに備える異なった特徴を有する2以上の区域を備えて構築可能である。
一例において、導体コイルの1つ以上の区域がコーティングされている一方で1つ以上の他の区域はコーティングされていないことが望ましい場合がある。図2Aに戻ると、基端側導体82の個々のファイラー86は絶縁コーティング88でコーティングされている。一実施形態では、コーティングはETFEである。別例として、コーティング88は、シリコーン、ポリウレタン、PTFE、PET、FEP、または、絶縁性もしくは非絶縁性にかかわらずファイラーコーティングとして使用することができる任意の他のポリマー材料であってよい。さらなる代替例では、コーティング88はコイル状導体コーティングで使用することが可能な任意の既知材料であってよい。本明細書中で議論される様々な実施形態において、コイル状導体に沿って1つ以上のコイル状セグメント(図2Aのセグメント82など)を有することが可能である一方、1つ以上の他のコイル状セグメントはコーティングされていない(図2Aのセグメント84など)。
他の特徴もコイルセグメントによって変化しうる。例えば、1つ以上の区域が、同じコイル状導体の1つ以上の他の区域のファイラーよりも大きな外径を有するファイラーを備えることが望ましい場合がある。一例として、図2Aの基端側セグメント82のファイラー86は、コーティング88の結果として先端側セグメント84のファイラー92よりも厚い。別例として、1つのセグメントのコーティングされていないファイラーが、別のセグメントのコーティングされていないファイラーよりも単純に厚い場合もある。
さらなる実施形態では、1つ以上の区域が1つ以上の他の区域とは異なるピッチを有するファイラーを備えることが望ましい場合がある。例えば、図2Aの基端側セグメント82のファイラー86は、ファイラー86の厚さのほうが大きい結果として、先端側セグメントのファイラー92とは異なるピッチを有している。別例として、あるセグメントのファイラーが、いかなる厚さの違いとも無関係な、別のセグメントのファイラーとは異なるピッチを単に有することも可能である。
さらに別の実施形態では、1つ以上の区域が1つ以上の他の区域とは異なる材料で作製されたファイラーを有することが望ましい場合がある。例えば、ある実施形態において、図2Aの基端側セグメント82のファイラー86が、先端側セグメント84のファイラー92の材料よりも可撓性の高い材料で作製されることが考えられる。別例として、コイル状導体に使用されることが知られた任意の材料が任意の1つ以上のコイル状セグメントにおいて使用されることも考えられ、1つ以上の他のコイル状セグメントが任意の他のそのような材料で作製されることにより、異なる材料で作製されたファイラーを有する少なくとも2つのセグメントが得られることも考えられる。さらなる代替例では、2つ以上のセグメントが同じ材料で作製されてもよい。
さらなる代替実装では、1つ以上の区域が1つ以上の他の区域とは異なる特定の数のファイラーを有することが望ましい場合がある。例えば、ある実施形態では、図2Aの基端側コイル82が4本のファイラー86を有する一方、先端側コイル84は5本のファイラー92を有する。別例として、ファイラーの数は、直列に接続されたコイル状セグメントまたはコイル状導体の間で、導体コイルに使用されることが知られた任意の数のファイラーだけ異なることが可能である。
異なる特徴を備えた2つ以上のセグメントを有する導体コイルの様々な他の実施形態は、独自の製造手法を使用して作出可能である。例えば、1つの実装によれば、図8に示された導体コイル220は、各々が絶縁コーティングを有している5本のファイラーを有する基端側セグメント222と、コーティングされていない5本のファイラーを有する先端側セグメント224とを有しているコイル220が得られる製法を使用して製造可能である。先端側セグメント224のファイラーは、コーティングされていないので基端側セグメント222のファイラーよりも小さな外径を有し、これにより先端側コイル状セグメント224はコイル状の基端側セグメント222よりも小さな内径および小さな外径を有することになる。
該方法は、1つの実装によれば、5本のコーティングされたファイラーを巻線して基端側コイル状セグメント222になるコイル状セグメントとする、標準的な巻線処理を使用することによって開始される。一実施形態では、5本のファイラーは、所望の内径を有するコイルを作出する第1の外径を有するマンドレルを使用して、コイルへと成形される。該巻線処理により所定長さの基端側セグメント222が作出されると、コーティング除去処理が開始されてファイラーからコーティングが取り除かれる。一実施形態では、コーティング除去処理はエキシマレーザーまたはCOレーザーのようなレーザーを使用するレーザーアブレーション処理である。別例として、任意の既知のコーティング除去処理が使用されることも考えられる。図8に示されるように、コーティング除去処理により、コーティングされた基端側ブロック222が終了し、かつコーティングされていない先端側ブロック224が開始される、コイル220に沿った転換点226が生じる。所定長さの先端側セグメント224の終端に到達するまで、組み合わせの巻線およびコーティング除去の処理が続行される。
一実施形態によれば、マンドレルのO.D.は転換点226においてより小さなO.D.へと変化する。1つの実装では、これは、先端側コイルを作出するために巻線されている5本のファイラーがコーティング除去の結果としてより小さい厚さを有し、したがって該5本のファイラーがファイラー間に隙間を伴わず緊密に巻線されることを確実にするために、小さなO.D.が必要とされるからである。
別例として、任意の第2のO.D.が使用されることも考えられる。すなわち、該処理は、上述のように小さなO.D.を備えた先端側コイルを生産するために第1のO.D.よりも小さい第2のO.D.を有するマンドレルを使用することを含むことも考えられるし、望ましい場合には、第2のO.D.は、より大きなO.D.を備えた先端側コイルを生産するために第1のO.D.より大きいことも考えられる。さらなる代替例では、先端側コイルは、基端側コイルのO.D.と同じO.D.を備えて巻線されることも考えられる。さらに他の代替例では、異なるO.D.の第3のセグメントを作出するために第3のO.D.を有するマンドレルが使用されてもよいし、任意の数の新たなコイル状セグメントを作出するために新たなO.D.を有する新たなセグメントを有するマンドレルが任意の数だけ使用されてもよい。
当然ながら、上記の方法が逆に実施されることも考えられる。すなわち、第1のセグメントの巻線ステップが、コーティングされていないセグメントを生産するためにコーティング除去処理を含むことが考えられ、次いで転換点では、コーティング除去処理が停止されて第2のセグメントがコーティングを備えて生産されることが考えられる。さらに、当然のことであるが、本明細書中に記載されたものに類似の任意の処理が数回繰り返されて、2個のセグメントに限らず3個、4個または任意の数の異なる特徴を有するセグメントのコイルが生産されることも考えられる。
さらなる代替例では、コーティング除去処理は巻線処理に先立って行なわれる。すなわち、コーティングは、ファイラーをコイル状形態に成形する前に、コイルに使用される各々のファイラーから除去される。いくつかの実施形態では、所定長さのコーティングされていないセグメントを作出するために除去されるべきコーティングの量が計算され、次いでその量のコーティングが除去される。別の実施形態では、ファイラーは、所望の長さのコイル状導体を作出するために、最初に適切な所定長さに切断される。当然ながら、コーティングされていない2以上のセグメントが存在する実施形態では、それらのセグメント各々についてコーティング除去処理が繰り返される。
別の代替実装では、コーティング除去処理は巻線処理の後で実施される。すなわち、コイル状導体は1または2以上のコーティングされたファイラーを使用して完全に巻線され、次いでその完全に巻線されたコイルに対してコーティング除去処理を実施することにより、コーティングされていない1または複数のセグメントが作出される。
結合部品の実施形態とともに上記に議論されたように、様々な数のファイラーを備えたコイル状セグメントを有することが望ましい可能性がある。ある実施形態によれば、2以上のセグメントを有する導体コイルを製造する方法は、様々な数のファイラーを備えたセグメントを形成する方法も含むことができる。より具体的には、本明細書中に開示された方法は、所定長さのコイル状セグメントを形成するためにいくつかのファイラーを巻線するステップと、その後、該ファイラーのうち1つ以上を、第2のセグメントがより少数のファイラーを有するように切断して巻線を続行するステップ、または、第2のセグメントが1つ以上の追加のファイラーを有するように1つ以上のファイラーを追加して巻線を続行するステップとを含む。
ファイラーの数が第1のセグメントから第2のセグメントへと減少する一実施形態では、該方法は、マンドレルを用いる標準的な巻線処理を使用して、コイル状セグメントへと巻線される所定数のファイラーを用いて開始することを含む。この実施例の目的については、ファイラーの所定数は5個であるが、当然ながら第1のセグメントは任意の既知数のファイラーを有することができる。巻線処理により所定長さの第1のセグメントが作出されると、ファイラーのうちの1つが切断される。一実施形態では、切断されたファイラーの端部は次いで任意の既知の処理法によって隣接するファイラーに溶接またはその他の方法で取り付けられる。別例として、切断されたファイラーの取り付けは行われない。さらなる代替例では、2以上のファイラーが切断される。いずれにせよ、ファイラーの切断は、ファイラー5本のセグメントが終了してファイラー4本のセグメントが始まる、コイルに沿った転換点をもたらす。その後、巻線処理は第2の(ファイラー4本の)セグメントの所定の端部まで4本のファイラーを用いて続行される。当然ながら、この時点で巻線処理が完了してもよいし(コイル状導体が2つのセグメントを有する実施形態)、1つ以上のファイラーの追加または除去および第3のセグメントの巻線、ならびにおそらくは続いて同様に新たなセグメントの巻線を伴って、該処理が続行されてもよい。
当然ながら、ファイラーの数以外の他のパラメータが転換点において同様に調節されてもよい。例えば、ファイラーの数が転換点において低減される場合、コイルの個々のループがそれぞれの隣接するループの間に隙間を伴わずに互いに接触すれば、生じる第2のセグメントは必然的により小さなI.D.およびO.D.を有することになろう。そのため、一実施形態では、マンドレルは、所望の新しいO.D.およびI.D.を備えたコイル形態を生産するために、マンドレルのO.D.が適宜減少する転換点をコイル転換点において有することになる。
代替実施形態では、ファイラーの数は、第1のセグメントの巻線ステップと第2のセグメントの巻線ステップとの間で増加される。この実施形態では、該方法は、所定数のO.D.を有するマンドレルを用いた標準的な巻線処理を使用して、コイル状セグメントへと巻線される所定数のファイラーを用いて開始することを含む。この実施例の目的については、所定数のファイラーは4本であるが、当然ながら第1のセグメントは任意の既知数のファイラーを有することができる。巻線処理により所定長さの第1のセグメントが作出されると、巻線処理に別のワイヤを挿入することにより追加のファイラーが加えられる。一実施形態では、追加のワイヤは第2のセグメントの巻線を開始する前に隣接するファイラーに溶接される。別例として、追加のファイラーの取り付けは行われない。さらなる代替例では、2以上のファイラーが加えられることも考えられる。いずれにせよ、5番目のファイラーの追加により、ファイラー4本のセグメントが終了してファイラー5本のセグメントが始まる、コイルに沿った転換点が生じる。その後、巻線処理は第2の(ファイラー5本の)セグメントの所定の端部まで5本のファイラーを用いて続行される。当然ながら、この時点で巻線処理が完了してもよいし(コイル状導体が2つのセグメントを有する実施形態)、1以上のファイラーの追加または除去および第3のセグメントの巻線、ならびにおそらくは続いて同様に新たなセグメントの巻線を伴って、該処理が続行されてもよい。
上記に説明されたように、ファイラーの数以外の他のパラメータが転換点において同様に調節されてもよい。例えば、先の段落に記載されるようにファイラーの数が転換点において増加され、かつ第1のセグメントがコイルの個々のループの間に隙間を持たない処理法において、生じる第2のセグメントは1以上のファイラーの追加の結果として必然的により大きなI.D.およびO.D.を有することになる。そのため、一実施形態では、マンドレルのO.D.は、転換点において所望の新しいO.D.およびI.D.を備えたコイル形態を生じる大きなO.D.へと変化する。
異なる特徴を備えた2つ以上のセグメントを有するコイル状導体を製造または使用する能力は、移植式医療用リード線の設計においてより大きな融通性を提供する。すなわち、セグメントから成るコイル状導体は、図9に示されかつ以下に議論される典型的なリード線において説明されるように、対象のリード線の特徴および機能的パフォーマンスの最適化を可能にする。ある種の医療用リード線の要件は、該リード線がリード線の長さに沿って異なるセグメントに異なる特徴を有することを望ましいものとする可能性がある。そのため、導体の長さに沿って異なる特徴を備えた異なるセグメントを有するコイル状導体は、そのような要件を最適化するために使用可能である。
2以上のセグメントを有するコイル状導体を使用して最適化することができる設計要件を備えたリード線の一例では、図9に示されたリード線240は、その長さに沿って、異なる特徴が必要とされる2つのセグメント242,244と、該セグメントの間の転換点246とを有する。この例示となるリード線240では、基端側セグメント242はポリウレタンの本体(他の材料で作製されたリード線本体に比べて比較的高い剛性を有する)を有し、多くの場合は心臓内および皮下の曲げ疲労要件を満たさなければならず、かつ、フィニッシングワイヤおよびガイドワイヤを受承するように構成されなければならないことが多い。そのため、任意のフィニッシングワイヤまたはガイドワイヤを受承するのに十分な大きさのI.D.と、曲げ疲労特性を最適化するための最小限のピッチおよびファイラー数と、ポリウレタン本体チューブの金属イオン酸化を防止する材料またはコーティングとを有する基端側セグメントを備えたコイル状導体を有することが望ましい。
対照的に、このリード線の先端側セグメント244はシリコーンの本体を有し、先端部の付勢固定の要件を満たす図面に示されるような螺旋状をなした形状248のような付勢形状へと形成されることが可能でなければならず、リード線にとって必要なより小さなチップの幾何学的形状を形成するために最小限の直径を有していなければならない。他方、先端側セグメント244は心臓内の曲げ疲労要件のみを満たす必要があり、ガイドワイヤを受承するようにのみ構成されることが必要とされる。そのため、コイル状導体の先端側セグメントは、基端側セグメントと比較して、より小さなO.D.と、コイルが付勢形状へと形成される能力を増強するための大きなピッチおよびファイラー数とを有するべきであるが、金属イオン酸化を防止するように構成される必要はない(シリコーンは金属イオン酸化を受けにくいため)。
本明細書中に開示された様々なコイル状導体の実施形態および製造手法によって提供される融通性を前提とすれば、所望のリード線特徴を最適化するように上述された要件を満たすことができるコイル状導体が製造可能である。同様に、当然ながら、本明細書中に開示された様々な実施形態による可変的コイル状セグメントの融通性により、様々なリード線要件の最適化が可能となる。
議論された典型的な実施形態に対し、本発明の範囲から逸脱することなく様々な改変および追加を加えることができる。例えば、上述の実施形態は特定の特徴を表しているが、本発明の範囲には、様々な組み合わせの特徴を有する実施形態および記載された特徴を必ずしも全て含んでいない実施形態も含まれる。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲の範囲内にあるそのような全ての代替形態、改変形態および変更形態を、それらの等価物全てとともに包含するように意図されている。

Claims (6)

  1. 医療用リード線であって、
    リード線本体と、
    リード線本体内に配置された少なくとも1つのルーメンと、
    少なくとも1つのルーメン内に配置されたコイル導体と、を含み、該コイル導体
    第1の数のファイラーおよび第1のピッチを含んでなる、第1のコイル状セグメントと、
    第2の数のファイラーおよび第2のピッチを含んでなる、第2のコイル状セグメントと、第1のコイル状セグメントは第2のコイル状セグメントの基端側にあり、第1のコイル状セグメントのファイラーはコーティングされており、第2のコイル状セグメントのファイラーはコーティングされておらず、第1のコイル状セグメントは第1の外径および第1の内径を有し、第2のコイル状セグメントは第2の外径および第2の内径を有し、第1の外径は第2の外径より大きく、第1の内径は第2の内径より大きく、第1のピッチと第2のピッチは異なっており、第1のコイル状セグメントは、少なくとも部分的に第1のピッチと第2のピッチとの違いに基づいて、第2のコイル状セグメントとは異なる曲げ疲労特性を有することと、
    コイル導体に沿った転換点であって、第1のコイル状セグメントは該転換点を終点とし、第2のコイル状セグメントは該転換点を起点とする転換点と、からなる
    医療用リード線。
  2. リード線本体は、第1のコイル状セグメントに沿ってポリウレタンを含み、第2のコイル状セグメントに沿ってシリコーンを含むことを特徴とする、請求項1に記載の医療用リード線。
  3. 第1の数のファイラーは第2の数のファイラーより少ないことを特徴とする、請求項1に記載の医療用リード線。
  4. 医療用リード線であって、
    リード線本体と、
    リード線本体内に配置された少なくとも1つのルーメンと、
    少なくとも1つのルーメン内に配置されたコイル導体と、を含み、該コイル導体
    第1の数のコーティングされたファイラーと、第1のピッチと、第1の内径と、第1の外径とを含んでなる基端側コイル状セグメントと、
    第2の数のコーティングされていないファイラーと、第2のピッチと、第1の内径より小さい第2の内径と、第1の外径より小さい第2の外径とを含んでなる先端側コイル状セグメントと、基端側コイル状セグメントは、少なくとも部分的に第1のピッチと第2のピッチとの違いに基づいて、先端側コイル状セグメントとは異なる曲げ疲労特性を有することと、
    コイル導体に沿った転換点であって、基端側コイル状セグメントは該転換点を終点とし、先端側コイル状セグメントは該転換点を起点とする転換点と、からなる
    医療用リード線。
  5. リード線本体は、基端側コイル状セグメントに沿ってポリウレタンを含み、先端側コイル状セグメントに沿ってシリコーンを含むことを特徴とする、請求項に記載の医療用リード線。
  6. 少なくとも第1のセグメントおよび第2のセグメントを有するコイル導体を構築する方法であって、
    第1の数の少なくとも1本のファイラーをマンドレルの第1の区域の上に巻線してコイル状形態として第1のセグメントを形成するステップと、第1の区域は第1の外径からなり、第1のセグメントは、第1の数の少なくとも1本のファイラーと、第1のピッチと、第1の内径とを含んでなることと、第1のセグメントを形成する巻線は転換点を終点とすることと、
    転換点を起点とする第2の数の少なくとも1本のファイラーをマンドレルの第2の区域の上に巻線してコイル状形態として第2のセグメントを形成するステップと、第2の区域は第2の外径からなり、第2のセグメントは、第2の数の少なくとも1本のファイラーと、第2のピッチと、第2の内径とを含んでなることと、第1のピッチ、第1の内径および第1の外径は、第2のピッチ、第2の内径および第2の外径と異なっていることと、第1のコイル状セグメントは、少なくとも部分的に第1のピッチと第2のピッチとの違いに基づいて、第2のコイル状セグメントとは異なる曲げ疲労特性を有することと、
    少なくとも1本のファイラーは、コーティングされたファイラーであることと
    当該方法は、第1のセグメントまたは第2のセグメントのうちいずれかを形成するために少なくとも1本のファイラーを巻線する間にコーティングを除去するステップをさらに含み、これにより第1および第2のセグメントのうちの1つはコーティングされていないことと、
    を特徴とする方法。
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