JP5603071B2 - 侵襲的使用のための管状カテーテル及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、侵襲的使用のための装置の分野に関する。さらに、そのような装置を製造するための５つの方法及びそのような装置の使用に関する。

侵襲的に使用するための多くの異なる装置が知られているが、幾つかの性能は、完全に満足なものではない。

ＥＰ−Ａ１−１ ７１４ ６１０は、柔軟なプリント回路基板がチューブ内に設けられたカテーテルを示す。電子部品が柔軟なプリント回路基板上に設けられる。このカテーテルは、比較的複雑であり、製造コストが比較的多く掛かる上、信頼性に負の影響を与える。

ＵＳ−Ａ−４ ７６２ １３５は、管状に丸められた一方向に曲がるプリント回路基板の形状である人工内耳（cochlea implant）を示す。このインプラントは、インプラントの外部の導電体が体液によってショートする危険があるため、体液と接触する器具として適切ではない。

論文「表面微小測定ピエゾ抵抗圧力センサの分離とパッケージング」（Ingelin Clausen and Ola Sveen，Sensors and Actuators A：Physical，Volume 133，Issue 2，12 February 2001，457〜466頁）では、侵襲的使用のための圧力センサの使用が記載されている。圧力センサは、カテーテル先端の内部にセンサを有するシリコンゴム・カテーテルに配置される柔軟なプリント回路基板上に設けられ、その柔軟なプリント回路基板は、カテーテルの壁部と一体化される。このカテーテルは、複雑であり、製造コストが非常に多く掛かり、その信頼性に負の影響を与える可能性もある。

ＵＳ−Ａ１−５ １９９ ４３３は、食道カテーテルを示し、それは、電極を伴う柔軟なプリント回路基板とセンサとを有する構成を備える。その構成は、粘着剤を用いてプローブに取り付けられる。この構成は、比較的大きい直径を有するため、侵襲的な使用に適さない。その構成の場合さらに、使用前にプローブを取り付けなければならないため、使い勝手が悪い。

ＵＳ−Ａ−５ ９０２ ３３０は、刺激電極が支持本体に接着される心臓ペースメーカのためのリードを示す。

論文「インピーダンス・カテーテルを用いて取得される心室内容積からの、連続的な１回拍出量と心拍出量」（Cardivascular Research，1981，15，328〜334，Baan J等，a method of measuring volum5）において、心臓の左心室の圧力が開示されている。カテーテル上の電極は、典型的には、１０〜１２の電極であり、インピーダンスの測定のために使用される。しかしながら、背景技術によって既知のカテーテルは、過度に堅く又過度に分厚いため、この方法で医療用に使用するには適さない。それらは、例えば不整脈を引き起こす。

博士論文「心臓機能の監視への新しいアプローチ」（Emil Soderqvist，2006，Division of Medical Engineering，Karolinska Institute，KTH School of Technology and Health, ISBN-10：91-7178-507-8）において、僅か４つの電極のみが必要である点を除いて上述のBaan等において示されるものと同様に、心臓の左心室の容積と圧力を測定する方法が示されている。

我々が知る限りでは、上述のその種の装置（カテーテル）に利用できる合理的な製造過程も存在しない。一般に、カテーテルは、長いもの（およそ１メートルのオーダー）であり、薄いもの（０．３ｍｍから３ｍｍの間）であり、種々の導電体と案内構造とを備える。これらの導電体は、通常、絶縁された配線であり、例えば約２０〜３０マイクロメータの厚みである。案内構造は、例えば柔軟なチューブであり、その場合、薄くて壊れやすい配線は、チューブ全体又は配線が取り付けられた他の構造を通って、挿入され又は引かれる必要がある。両場合において、煩わしく、（製造の品質と効率の観点から）問題となる取り扱いが、カテーテルの組み立てで必要になる。カテーテルに測定装置が組み込まれる場合、製造は非常に繊細である。そのような場合、分離チューブに測定装置を設ける必要があり、薄い配線が長いチューブ全体を通って引かれる。薄い配線は、測定装置（チップ）に接合された配線である。最後に、チューブが接続され、配線が引き戻されて、カテーテル後方端部の電極に取り付けられる。配線は非常に薄く、配線が電極に取り付けられる空間が制限されているため、配線を電極に取り付けることは、しばしば困難である。そのようなカテーテルは、互いに接続された４つの異なるチューブ・セクションからなる。

従来の製造方法は、不十分な性能を備えた装置を作り出す。例えば、心室の圧力と容積を同時に測定するためのカテーテルは、時に分厚くて堅いため、それらによって、不整脈やバルブでの漏れが生じることがある。

本発明の目的は、従来の装置に比べて改善された、侵襲的使用のための装置を提供することである。

本発明の別の目的は、侵襲的使用のための装置のための製造方法を提供することであり、その製造方法によると、背景技術によって既知の製造方法に関する不便の一部又は全てを、取り除き又は少なくとも低減させる。

概ね、侵襲的使用のための装置は、柔軟な材料からなる支持部材を備えており、支持部材は、その上に、少なくとも１つの導電ライン又はパターンの層を有する。支持部材は、細長い管状に少なくとも部分的に形成され、支持部材の内部は、少なくとも部分的に支持部材の外部から密閉される。少なくとも１つの導電ライン又はパターンは、少なくとも部分的に管状の支持部材の内部から伸び、支持部材は、少なくとも１つの感応、刺激及び／又は処理部材を有する。

一実施の形態において、支持部材は、粘着剤又はポリマのような柔軟な弾性素材を用いて、少なくとも部分的に充填される。

別の実施の形態において、支持部材は、粘着剤又はポリマのような柔軟な弾性素材を用いて、完全に充填される。

他の実施の形態において、支持部材の内部は、支持部材の外部から完全に密閉される。

更に別の実施の形態において、侵襲的使用のための装置は、器官の機能を監視し又はその機能に作用している間又はそれらのために、外科的侵襲によって、体内に一時的に配置されて適用される。

別の実施の形態において、侵襲的使用のための装置は、心臓の機能を監視し又はその機能に作用している間又はそれらのために、外科的侵襲によって、体内に一時的に配置されて適用される。

別の実施の形態において、支持部材の隣接した端部は、少なくとも部分的に溶接によって接合される。

他の実施の形態において、支持部材の隣接した端部は、粘着剤によって、少なくとも部分的に接合される。

更に別の実施の形態において、少なくとも１つの感応、刺激及び／又は処理部材は、少なくとも部分的に管状の支持部材の内部に備えられる少なくとも１つのコンポーネント電子部品又は微小電気機械システムを含む。

他の実施の形態において、支持部材は、少なくとも１つの開口を有し、少なくとも１つの感応、刺激及び／又は処理部材の少なくとも１つが、上記少なくとも１つの開口に配置される。

一実施の形態において、少なくとも１つのコンポーネント電子部品又は微小電気機械システムは、圧力センサ、電圧センサ、ｐＨセンサ、温度センサ、ガスセンサ、試薬（例えばタンパク質）を検知し又は計量するためのコンポーネント、及び薬物送達装置の中から選択される。

別の実施の形態において、少なくとも１つの電極が、少なくとも部分的に管状の支持部材の外部に配置される。

更に別の実施の形態において、少なくとも１つの電極が、少なくとも部分的に管状の支持部材の内部に配置される

他の実施の形態において、少なくとも４つの電極が、侵襲的使用のための装置に備えられ、上記少なくとも４つの電極は容積センサを構成する。

一実施の形態において、支持部材の内部に、少なくとも１つの強化又は硬化部材が備えられる。

別の実施の形態において、少なくとも１つの強化又は硬化部材は、支持部材の一端又は両端を超えて伸びる。

更に別の実施の形態において、少なくとも１つの強化又は硬化部材は、光ファイバ又は導波管を含む。

他の実施の形態において、支持部材の内部に、少なくとも１つの光ファイバ又は導波管が備えられる。

別の実施の形態において、少なくとも１つのコンポーネント電子部品又は微小電気機械システムが、支持部材の前端部に隣接して、かつ、少なくとも１つの導電ライン若しくはパターン又は上記少なくとも１つの光ファイバ若しくは導波管と作動可能に接触して、配置される。

概ね、侵襲的使用のための装置（１００）を製造するための方法は、弾力性物質を含む支持部材を備えるステップと、少なくとも１つの、少なくとも部分的に円錐又はじょうご状のホールを含むツール又は治具を備えるステップとを含む。そのツール又は治具は、更に、粘着性物質（６０１）を液体状態に保持又は変化させるための入り口手段を含む。そのツール又は治具は、粘着性物質（６０１）を固化するための出口手段（６０７）とを含む。

上記方法は、更に、
ホール又はスルーホールを通して支持部材を送り出し、それによって、少なくとも部分的に支持部材を管状に形成するステップと、
ツール又は治具のホールを通じて送り出されるときに粘着性物質を支持部材に塗布するステップとを含み、それによって、上記粘着性物質は、ツールのホールを通じて送り出されるとき、継続的に固化し、
上記方法は、更に、
支持部材を管状に保つために十分な粘着強度を有する粘着性物質選択するステップとを含む。

一実施の形態において、製造するための方法は、更に、ツール又は治具のホールを通じて支持部材が送り出されるときに、支持部材に粘着性物質を充填するステップを含む。

別の実施の形態において、製造するための方法は、更に、粘着性物質によって、支持部材の隣接した端部を互いに少なくとも部分的に接合するステップを含む。その粘着性物質は、支持部材の少なくとも１つの隣接した端部に塗布される。

更に別の実施の形態において、製造するための方法は、更に、ホール又はスルーホールの入り口領域を加熱するステップを含む。その入り口領域は、入り口手段を用いて加熱され、それによって、粘着性物質を加熱する。更に、ホールの出口領域は、出口手段によって冷却され、それによって、粘着性物質を固化する。

代わりに、侵襲的使用のための装置を製造するための方法は、
弾力性物質を含む支持部材を備えるステップと、
少なくとも部分的に円錐又はじょうご状の少なくとも１つのホールを含むツール又は治具を備えるステップと、
ホールを通じて支持部材を送り出し、それによって、少なくとも部分的に支持部材を管状に形成するステップと、
支持部材の隣接した端部を互いに溶接するステップとを含む。

侵襲的使用のための装置を使用する方法も提供する。侵襲的使用のための装置は、上述の実施の形態のいずれかである。侵襲的使用のための装置は、例えば、診断又は治療に使用される。

侵襲的使用のための装置を使用する方法に関する別の実施の形態において、上記装置は、心臓の機能を監視し、又はそれに作用するために、使用される。

侵襲的使用のための装置１００の一例を示す概略図。 ビアホール１２１及びビアコンダクタ１２３を示す電極の詳細図。 侵襲的使用のための装置１００の一実施の形態を示す図。 侵襲的使用のための装置１００の一実施の形態の断面図。 侵襲的使用のための装置１００の一実施の形態の後端部を示す図。 圧力センサ２０１を設ける他の方法を示す詳細図。 一実施の形態における侵襲的使用のための装置１００の前端部を示す図。 侵襲的使用のための装置１００の製造の原理を示す図。 製造ツールの一実施の形態を示す図。 製造ツールの詳細図。 支持部材を示す図。 製造に関する他の形態を示す。 侵襲的使用のための装置１００の他の詳細図。 侵襲的使用のための装置１００のプロトタイプ装置を示す図。 プロトタイプ装置３００の圧力センサ３０３の取り付けを示す詳細図。 侵襲的使用のための装置１００を含むシステム７００の概要。 圧力センサ２０１の一例を示す。 システム７００の信号の例を示す。 スイッチ０及びスイッチ９０を示す図。

本発明を詳細に説明する前に、本発明は、説明される装置の特定のコンポーネント部分又は説明される方法の特定の処理ステップに限定されず、そのような装置及び方法は変形してもよい。本明細書で使用される用語は、特定の実施の形態を説明する目的に過ぎず、限定する意図ではないことも理解されるとよい。明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形式（「ａ」，「an」及び「the」）は、文脈によって明らかにそうではないと示さない限り、複数の指示対象も含む。例えば、「（１つの，ある）部材（a member）」という場合、１つ以上の、そのような部材等を含む。

本明細書及び添付の特許請求の範囲において、以下の多くの用語に言及するところ、それらは以下の意味で定義される。

「約（about）」は、与えられた値に+/-２％の偏差を示し、適用可能な場合、数値の、好ましくは+/-５％、より好ましくは+/-１０％の偏差を示すために用いられる。

図を参照しながら、侵襲的使用のための装置１００、それによる製造及びその使用について、例示的な方法で説明する。

図１〜７を参照すると、本明細書で説明した侵襲的使用のための装置１００は、概ね、長く（約０．０５〜２．５０ｍ。好ましくは、約０．１ｍ〜０．３ｍ又は約０．３ｍ〜１．８ｍ）、薄く（直径約０．１〜３ｍｍ。好ましくは、約０．３ｍｍ〜約２ｍｍ、又は約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍ）、かつ中空のプローブであり、測定や刺激その他人体に影響することによって医師を支援するために、人体の器官に挿入される。侵襲的使用のための装置１００は、種々の方法で、例えば血管を通って又は人体組織を通って直接的に、人体に挿入される。

他のパラメータが測定されてもよく、例えば圧力（血圧又は組織圧）、例えば酸素のような気体の分圧、温度、流速、ｐＨ、及び、存在すること、濃度、組成その他化学物質に関するパラメータ等である。化学センサ（例えばＦＥＴベースの化学センサ）が使用されてもよい（電界効果トランジスタ，ＦＥＴ）。動脈若しくは静脈の直径、又は心室の容積が測定され、狭窄の存在が発見され、酸素飽和度が測定される。刺激又は影響に関して、例えば心臓のような他の器官は、刺激され又は影響を受ける。刺激又は影響の他の方法、例えば電気信号、熱、化学物質の注入、及び超音波を用いたマッピングが用いられてもよい。適用に応じて、侵襲的使用のための装置１００は、より長く又はより短くてもよい。侵襲的使用のための装置１００が、例えば動脈又は静脈を通じて挿入される場合、侵襲的使用のための装置１００は約５０〜２５０ｃｍの長さであると好ましい。侵襲的使用のための装置１００が鼠径部の大動脈を介して心臓に到達するように挿入される場合、侵襲的使用のための装置１００は、約１２０〜２４０ｃｍの長さであると好ましい。侵襲的使用のための装置１００は、心臓に到達するように喉／頸部に導入される場合、侵襲的使用のための装置１００は約５０〜１００ｃｍの長さであると好ましい。

侵襲的使用のための装置１００が組織を通って器官に直接的に挿入される場合、侵襲的使用のための装置１００は、約５〜５０ｃｍの長さであり、ある応用では約１０〜２０ｃｍであると好ましい。侵襲的使用のための装置１００が、心臓壁を通って又は心筋を通って心臓に直接的に導入される場合、侵襲的使用のための装置１００は約３０〜６０ｃｍの長さであると好ましい。（体内の）前端部１０７は、侵襲的使用のための装置１００を囲む物質に接触している少なくとも１つの前端部電極１１１を備える。少なくとも１つの前端部電極１１１は、例えば神経信号によって又は励起電極によって生起される電圧を測定するために使用される。前端部１０７は、さらに、侵襲的使用のための装置１００の内部に、少なくとも１つの受動且つ／又は能動のコンポーネント電子部品又は微小電気機械システム（microelectromechanical system）２００を備える。そのようなコンポーネント電子部品又は微小電気機械システム２００は、侵襲的使用のための装置１００のアクセス・ホール１１５を通って周囲の体液と接触する圧力センサ２０１（例えば圧電素子タイプ）を備える。圧力センサ２０１は、圧力センサ２０１は圧電クリスタルを備える。別の例は、信号処理コンポーネントであり、例えば、前端部電極１１１その他の測定部材によって測定された微弱信号を増幅するために使用される増幅器であってもよい。そのようなコンポーネントの場合、周囲の体液へのアクセス・ホール１１５は必要ない。少なくとも１つの前端部電極１１１は、ぺーシング器又は後述の心室の圧力と容積の刺激測定方法等におけるような、電圧又は電流を用いて刺激するために用いられてもよい。複数のコンポーネント電子部品及び／又は微小電気機械システム２００が組み込まれ、例えば冠状動脈の狭窄の診断のために種々の圧力センサを用いることは、好ましいものであって、それによって、狭窄の両側の圧力を測定することができる。

本明細書に記載の侵襲的使用のための装置１００の構造と製造に関する概要の説明

侵襲的使用のための装置１００のための基体は、柔軟なストリップ又はホイルであって、以降、支持部材１０１という。支持部材１０１は、好ましくは長く、薄くかつ小さいものであり、好ましくは適切な絶縁材料（例えば、ポリイミド、脂環式ポリオレフィン）からなる。

後者の非制限的な一例は、製品であるＴｏｐａｓ（登録商標）（TOPAS Advanced Polymers GmbH, Oberhausen, Germany or Ticona GmbH, Kelsterbach, Germany）である。好ましくは、支持部材１０１のための材料は、生物学的に不活性であり、又は生体適合性がある。侵襲的な使用のための装置１００は、摩擦を低減させるために、又例えば侵襲的使用のための装置１００の外部で血液が凝固することを防ぐ等の生体適合性を向上させるために、外部が生態適合性のヒドロゲルの層によって覆われている。支持部材１０１の大きさは、好ましい一実施の形態において、長さ１００ｃｍ、幅１．５ｍｍ、厚さ５０マイクロメータである。しかし、既に説明したように、厚さ及び幅だけでなく、長さは、応用例に応じて変わる。幅は、０．５〜５ｍｍの長さであり、より好ましくは、１〜３ｍｍである。厚さは、１０〜２００マイクロメータの長さであり、より好ましくは、３０〜７０マイクロメータの長さであって、特定の一実施の形態では５０マイクロメータが使用される。概ね、厚さが厚い程、より硬さが増した侵襲的使用のための装置１００となり、厚さが薄い程、より硬さが低減したものになる。実施の形態は、導電ライン及びパターン１１１，１１３，１１７は支持部材１０１の両側に配置されるものとして説明される。支持部材１０１のある位置に、ビアホールと呼ばれるホール１２１がある。支持部材１０１の両側にある導電ライン及びパターン１１１，１１３，１１７は、ビアホール１２１を介して電気的に接続される。ビアホール１２１の中に、支持部材１０１の両側の導電ライン及びパターン１１１，１１３，１１７を接続する導電体、すなわち、ビアコンダクタ１２３がある。好ましくは、ビアコンダクタ１２３は、ビアホール１２１の壁部に導電材料を含む。導電ライン及びパターン１１１，１１３，１１７は、適切な材料、例えば銅、又は導電ポリマ、又は別の導電性材料からなる。表面に配置された又は中に取り付けられた導電ライン及びパターン１１１，１１３，１１７を有する支持部材１０１は、柔軟なプリント回路基板（フレキシブルＰＷＢ）と呼ばれ、電気的導電ライン及びパターン１１１，１１３，１１７は、例えば標準的なフレキシブル・プリント回路基板製造装置を用いて支持部材１０１に取り付けられる。電気的導電ライン及びパターン１１１，１１３，１１７を有して、それらが配置され又は取り付けられるものである支持部材１０１は、フレキシブル・プリント回路基板（フレキシブルＰＷＢ）と呼ばれ、電気的導電ライン及びパターン１１１，１１３，１１７は、例えば、標準的なフレキシブル・プリント回路基板製造装置を用いて支持部材１０１に取り付けられる。支持部材１０１が、（本実施の形態で説明したように）その両側に、電気的導電ライン及びパターン１１１，１１３，１１７の層を備える場合、それは、以降、両サイド支持部材と呼ばれる。支持部材１０１の第１側部１２５（侵襲的使用のための装置１００の「内部」になる側部）に、電気的導電ライン又はパターン１１７があり、また、第２側部１２７（侵襲的使用のための装置１００の「外部」になる側部）に電気的導電領域又はパターン１１１，１１３があり、それは、体内で電極（前端部電極１１１）として、また、外部電極との接触部及びデータ処理装置（後端部電極１１３）として機能する。支持部材１０１の第１側部１２５のライン又はパターン１１７は、前端部電極１１１、及び／又は少なくとも１つのコンポーネント電子部品、及び／又は後端部電極１１３を有する少なくとも１つの微小電気機械システム２００を接続する。支持部材１０１の第１側部１２５（「内部」）に、少なくとも１つのコンポーネント電子部品及び／又は少なくとも１つの微小電気機械システム２００が設けられ、それ／それらは、例えばフリップチップ接続又はワイヤボンディングである。導電粘着剤、はんだ付け、又はその他の適切な取付方法が使用されてよい。ある場合に、パッケージ・チップが使用されてもよいが、通常、チップは、省スペースのために、パッケージされていない（「ネイキッド」）。少なくとも１つのコンポーネント電子部品、及び／又は、少なくとも１つの微小電気機械システム２００が設けられる場合、支持部材１０１は、少なくとも部分的にチューブ内に丸め上げられ（rolled up）、同時に、管状の支持部材１０１を保持する粘着剤又は接着剤６０１を用いて充填される。少なくとも部分的にチューブ内に支持部材１０１を形成することは、好ましくは、じょうご状開口６１１を用いてホール６０９を通して支持部材１０１を送り出すことによってなされる。その場合、ホール６０９の外周は、支持部材１０１の幅と適合する。支持部材１０１の幅は、ホール６０９の周囲と実質的に等しい。ホール６０９の周囲は、ホール６０９の直径にπを掛けた値と等しい。シングルサイド支持部材１０１が使用される場合、好ましくは、支持部材１０１の幅がホール６０９の周囲と等しい。両サイド支持部材１０１が使用される場合、好ましくは、支持部材１０１の幅は、ホール６０９の周囲よりも僅かに小さい。このようなことが必要になるのは、電気的導電領域又はパターン１１１，１１３のような支持部材１０１の第２側部１２７の部材が、ホール６０９に空間を必要とするためである。ホール６０９を通して支持部材１０１を送り出した後に、支持部材１０１の第１及び第２側部１２５，１２７は、それぞれ、少なくとも部分的に管状の支持部材１０１の内部及び外部になる。測定又は刺激のために使用されるコンポーネント電子部品又は微小電気機械システム２００が、支持部材１０１のホール又は開口１１５の上に設けられ、その結果、周囲の体内組織及び／又は流体（体液）に接触する一方で、信号処理コンポーネント２００が全体的に隠される。測定されたパラメータは、圧力、温度、流れ、ｐＨ、酸素の分圧、超音波を用いたマッピング等を含む。複数の機能を実現するために、かつ／又は、機能を拡張する一種類の複数コンポーネント電子部品又は微小電気機械システム２００を一体にするために、他のコンポーネント電子部品及び／又は微小電気機械システム２００を組み合わせてもよい。１つのそのような例は、冠状動脈の狭窄の診断を改善するための、複数の圧力センサ２０１である。

図５は、オプティカル・コンダクタ１２９が、少なくとも部分的に管状の侵襲的使用のための装置１００に配置される方法を示す。オプティカル・コンダクタは、侵襲的使用のための装置１００の後端部から突き出す。

図６ａは、ある適切な方法に係る圧力センサの取り付けを詳細に示す。圧力センサ２０１上の接合パッド２０１ａ〜２０１ｃは、それぞれ、支持部材上の接合パッド１１８ａ〜１１８ｃに取り付けられる。接合パッドは、例えば、はんだ付け又は粘着剤によって、互いに取り付けられてもよい。圧力センサ２０１の感圧領域２０１ｄは、圧力センサ膜２０１ｅを備える。加えて又は代わりに、支持部材１０１のアクセス・ホール１１５に設けられる支持部材膜１３１をも備えてもよい。圧力センサ２０１の感圧領域２０１ｄは、支持部材１０１のアクセス・ホール１１５の中に又はその上に配置される。

図６ｂは、圧力センサ２０１の強固な又は堅固な取り付けが可能になるために有利な方法に係る圧力センサ２０１の取り付けを詳細に示す。本実施の形態において、接合パッド２０１ａ〜２０１ｃは、圧力センサ２０１の上側部に配置される。上記接合パッド２０１ａ〜２０１ｃは、ビアコンダクタ２０５ａ〜２０５ｃを備えるビアホール２０３ａ〜２０３ｃによって、圧力センサ２０１の底面で電気的電動ライン２０７に電気的に接続される。好ましくは、ビアコンダクタ２０５ａ〜ｃは、ビアホール２０３ａ〜ｃの壁部の電気的に導電する材料からなる。圧力センサ２０１の底面のほぼ全領域（感圧領域２０１ｄ及びビアホール２０３ａ〜ｃを除く）が、圧力センサ２０１を支持部材１０１に、例えば粘着剤を用いて取り付けるために使用できることを意味する。これによって、圧力センサ２０１を強固に取り付けることが可能になる。支持部材１０１上の接合パッド１１８ａ〜１１８ｃは、設けられた圧力センサ２０１に、隣接して又は隣に配置される。支持部材１０１の接合パッド１１８ａ〜１１８ｃは、圧力センサ２０１上のそれぞれの接合パッド２０１ａ〜２０１ｃに、例えば金線を用いた例えばワイヤボンディング（配線２０９ａ〜２０９ｃ）によって接続される。圧力センサ２０１が設けられ、接合ワイヤが接続される場合、接合ワイヤ２０９を含む圧力センサ２０１は、接合ワイヤを保護するために、シリコンによって覆われ、圧力センサ２０１の取り付けを更に強化する。

両サイドの電気的導電ライン又はパターン１１１，１１３，１１７を備える支持部材１０１を使用する１つの利点は、後端部電極１１３が少なくとも部分的にチューブ形状をした、侵襲的使用のための装置１００の外部に配置できることにある。これは、侵襲的使用のための装置１００を外部電極及びデータ処理装置に接続するために、後端部電極１１３を使用する場合の利点である。後端部電極１１３を外部に配置することによって、侵襲的使用のための装置１００を外部電極及びデータ処理装置に接続するための接触の構成を簡単にすることができる。

いくつかの支持部材１０１は、配置される１つ又は２つの電気的導電ライン及びパターン１１１，１１３，１１７とともに互いの上部に配置される複数層の考え方に基づくものを除いて、上述のものと同じ機能を用いて侵襲的使用のための装置１００を製造することも可能である。

シングルサイド支持部材に基づくものを除いて、上述のものと同じ機能を用いて侵襲的使用のための装置１００を製造することも同様に可能である。すなわち、一側部にのみ電気的導電ライン又はパターンを有する支持部材である。この場合、電極前端部及び後端部のための導電領域は、少なくとも部分的に管状の支持部材１０１の内部に置かれ、外部から電極へのアクセスは、好ましくはレーザ切除（図１４）によって、支持部材１０１の一部を除去することによって可能になる。このアプローチの場合、長い距離で煩わしい支持部材１０１の両側の電気的導電パターン又はライン１１１，１１３，１１７のフィッティングを回避できるという利点がある。

後端部電極１１３は、この場合も、少なくとも部分的に管状に形成された支持部材１０１の内部に挿入された接触部によって接触する。後端部電極１１３は平坦なまま、すなわちこの部分をチューブ（図１５参照）に形成せずに配置される支持部材１０１の部分であってもよい。この方法の場合、後端部電極１１３は、平坦接触部によって接触する。

好ましい別の形態では、支持部材１０１の外部に薄い金属ラインのメッシュ（図１６参照）を追加することによって、効果的な遮蔽を伴う侵襲的使用ための装置を提供する。（侵襲的使用のための装置１００の導電体の信号の）信号レベルが概ね低く、また病院内環境ではしばしば電磁的なノイズが多いため、これが好ましい。ノイズが多いとは、一般に病院内環境において電磁的放射のレベルが比較的高いことを意味する。

侵襲的使用のための装置１００が体内の動脈又は静脈のような管に導入される場合、好ましくは、侵襲的使用のための装置１００に先行してカテーテルガイドを導入し、次にカテーテルガイドの中に導入される。侵襲的使用のための装置１００がその終端位置にある場合、カテーテルガイドは、侵襲的使用のための装置１００に沿って引き抜かれる。カテーテルガイドが引き抜かれる場合、カテーテルガイドとともに引き抜かれないようにするために、侵襲的使用のための装置１００を保持する必要がある。その結果、侵襲的使用のための装置１００は、カテーテルガイドを引き抜く間所定位置に保持できるような十分な長さ（基本的には、医療的な観点から必要とされる長さの２倍の長さ）を有する。しかしながら、侵襲的使用のための装置１００の体外にある主要部は、この目的のために使用されるだけであり、それによって、カテーテルガイドが引き抜かれている間、侵襲的使用のための装置１００を保持することが可能になる。従来、カテーテルのような侵襲的使用のための装置は、全ての長さを完全に機能的な装置として製造されてきた。この場合、カテーテルの体外の部分は、比較的長く（約１００ｃｍが珍しくない。）なり、それによって、患者が治療、検査等の処置を受ける時に、傷付き又は邪魔になるため、不都合である。

本明細書に記載される侵襲的使用のための装置１００の構成によると、医療的観点から必要でない侵襲的使用のための１００の部品を（医療的観点から）「非機能」部分１３５（便利な「ダミー」）として製造することが可能になる。そのような実施の形態によれば、支持部材１０１は、必要な全ての長さを有するが、後端部電極１１３は、侵襲的使用のための装置１００が体に侵入する箇所（又は、侵襲的使用のための装置１００が挿入孔を介して体から突き出す箇所）の近くに配置される。このように、後部電極１１３の背後に伸びる侵襲的使用のための装置１００の部分は、支持部材１０１を備えるだけであってもよく、それは、カテーテルガイドが引き抜かれた後に、切り離されるか、又は侵襲的使用のための装置１００から分離する。「非機能」部分１３５の分離は、例えばミシン目１３７によって容易になる。このように、侵襲的使用のための装置１００は、体外には短い距離伸びるだけであり、侵襲的使用のための装置１００が妨害し又は損傷する危険が実質的に低減する。カテーテルガイドを使用することは、一般に使用される手技である。

プロトタイプ装置

本明細書で説明する侵襲的使用のための装置１００は、左心室の圧力及び容積を同時に測定するためのプロトタイプ装置３００の設計と製造によって確認される。プロトタイプ装置３００は、図１７及び図１８に示す。プロトタイプ装置３００について、以下詳細に説明する。

弾力性部材で作られているプロトタイプ支持部材３０１は、プロトタイプ支持部材３１０の第１側部３２５の導電ライン３１７と第２側部３２７の電極１１１，１１３との形式で、標準的な技術を用いた、電気的導電ライン及びパターン３１１，３１３，３１７を備える。プロトタイプ支持部材３０１の寸法は、長さ３５ｃｍ、幅２．１ｍｍ、及び厚さ５０μｍである。プロトタイプ支持部材３０１の第１側部３２５（完成したプロトタイプ３００の「内部」）の上に、７つの導電ライン３１７ａ〜３１７ｇが、配置／製造され（図１７参照）、それらのうち３つが、圧力センサチップ３０３が後に覆って設けられる（はんだ付けされる）ホール３１５の近傍で終端する。これら３ラインの各々の終端部（ホール３１５の近傍）において、はんだ付けパッド３１８ａ〜３１８ｃが、それぞれのラインと電気的に接触して、配置される。他の４ラインは、プロトタイプ支持部材３０１の第２側部３２７（製造された装置の「外部」）で前端部電極３１１ａ〜３１１ｄにラインを接続するビアホール３２１で終端する。ビアホール３２１は、ビアホール３２１の壁部上の導電性素材（ビアコンダクタ）３２３を用いて外部電極３１１，３１３にラインを接続する。前端部電極３１１ａ〜３１１ｄは、圧力センサチップ３０３の各側部の２つの電極とともに配置される。本実施の形態では４つの前端部電極３１１が使用されるが、測定方法又は応用例に応じて、より少ない又はより多い電極が使用されもよい。電極の配置は、問題になっている測定方法又は応用例に適用される。導電ライン３１７及び電極１１１，１１３の場合、金属銅がほぼ２０μｍの厚さで使用される。第１側部３２５（「内部」）の導電ライン３１７は、適切な金属（例えば、スズや金銀）の層で覆われ、それによって、圧力センサチップ３０３のはんだ付けが可能になる。第２側部３２７（「外部」）の電極１１１，１１３は、適切な物質（例えば、金）の層で覆われ、それによって、侵襲的使用のための装置１００を体内に挿入可能になり、すなわち、それによって、侵襲的使用のための装置１００を生体適合的に又は生物学的に挿入可能になる。

導電ライン３１７は、ライン間で１００μｍの距離を隔てて、幅１００μｍである。圧力センサ３０３の接合パッド３０３ａ〜３０３ｃは、それぞれ、プロトタイプ支持部材３０１の接合パッド３１８ａ〜３１８ｃに取り付けられる。圧力センサ３０３の感圧領域３０３ｄは、圧力センサ膜３０３ｅ（図示せず）を備える。はんだペーストは、スクリーン印刷によって、接合パッド３１８ａ〜３１８ｃ（図１８参照）に適応され、圧力センサチップ３０３は、標準的な電子部品実装装置を用いて所定位置に載置される。続けて、チップは、約２３０℃を最高温度とする適切な温度曲線又はプロファイルを用いて所定箇所にはんだ付けされる。

センサチップ３０３をはんだ付けした後、プロトタイプ支持部材３０１は、じょうご状開口６１１を通り、またツール又は治具６００（図８〜１０）のスルーホール６０９を通って、送り出される。ここで、スルーホール６０９の直径は０．７ｍｍである。じょうご状開口６１１は、適切な粘着剤を有する（この場合、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）を用いる）上部において、１４０℃にまで加熱される。この粘着剤は溶けて、支持部材の内部を充填する一方で、ツール又は治具６００を通って送り出されることによって、チューブに形成される。スルーホール６０９の下方部分は、ペルチェ冷却によって冷やされ、それによって、粘着剤を結晶化できる。圧力センサチップ３０３は、管状のプロトタイプ支持部材３０１の内部の小さい空間に含めて設けられるものの一種である。

このような方法で、細く長いロッドは、右心室に到達するために頚静脈を通って、又は左心室に到達するために動脈を通って挿入する侵襲的使用のための装置としての使用に適した所定の直径及び柔軟性を備えて形成される。装置の前端部が心室のいずれかに配置される時、圧力／容積のループを監視するために使用され得る。プロトタイプ装置３００の長さは、ある臨床応用に適するように長くする必要があるが、これは、フレキシブル・プリント回路基板を製造するための従来技術を用いて、当業者によって容易に想到可能な方法で実現できる。

侵襲的使用のための装置１００の更なる例示による説明

好ましくは、少なくとも部分的に管状をした支持部材１０１の内部に強化又は硬化部材１０３を有する侵襲的使用のための装置１００を提供する。強化又は硬化部材１０３は、侵襲的使用のための装置１００の長さ方向の全体に沿って、又は、侵襲的使用のための装置１００の長さ方向の一部だけに沿って、備えられる。

強化又は硬化部材１０３は、例えば、例えば金属又はポリマで作られたワイヤ又はストリングを備え、且つ／又は、強化又は硬化部材１０３は、固形化又は結晶化した粘着剤又は接着剤（例えば、固形化した又は結晶化したポリカプロラクトン（ＰＬＣ））を含む。強化又は硬化部材１０３は、ルーメンをも備える。強化又は硬化部材１０３がルーメン（又は少なくとも１つのルーメン）を備える場合、体内からサンプルを採取するために使用され、又は薬のような物質を体に分配するために使用される。

強化又は硬化部材１０３の硬さを変えることは、侵襲的使用のための装置１００の硬さは、他の応用例（例えば、侵襲的使用のための装置１００が組織を通って直接的に所望の箇所に挿入される場合）に適用されてもよい。侵襲的使用のための装置１００は、例えば心筋を通って挿入され、続けて、外傷を与えずに引き抜かれる。強化又は硬化部材１０３の硬さを変えることは好ましく、ある応用例においては、十分に適用できる程度の硬さが侵襲的使用のための装置１００の使い勝手に良い影響を与える。

侵襲的使用のための装置１００の、例えばカテーテルガイドを通る操作及び挿入を容易にするために、強化又は硬化部材１０３は、支持部材１０１の長さの２倍であり、侵襲的使用のための装置１００の後端部１０９を超えて伸びてもよい（図３ｂ参照）。侵襲的使用のための装置１００の挿入後に、後端部１０９を超えて伸びる強化又は硬化部材１０３の部分は、切り離される。強化又は硬化部材１０３は、支持部材１０１の前端部１０７を超えて伸び（例えば、約５〜３０ｍｍであり、好ましくは、約７〜１３ｍｍ。）、軟らかい先端部１０５に代えられても、又はそれを補完してもよい（図１参照）。強化又は硬化部材１０３が支持部材１０１の前端部１０７を超えて伸びる場合、強化又は硬化部材１０３の伸長部は、例えば熱を用いることによって湾曲し、生体適合性がある。長さ、直径、硬さ、湾曲等の強化又は硬化部材１０３の、支持部材１０１の前端部１０７を超えて伸びる部分は、問題になっている応用例又は使用に適応される。強化又は硬化部材１０３によって、このような方法で、例えば血管組織網の中で、侵襲的使用のための装置１００を効果的に且つ確実に案内することが可能になる。

侵襲的使用のための装置１００が心室のパラメータを監視する場合、心臓が拍動する結果、侵襲的使用のための装置１００は極めて頻繁に湾曲するため、好ましくは、侵襲的使用のための装置１００は、強化又は硬化部材１０３を有する。強化又は硬化部材１０３を有しない場合、侵襲的使用のための装置は、頻繁に湾曲することによって損傷する。これは、もちろん、侵襲的使用のための装置１００が頻繁な湾曲にさらされる他の応用例にも適用できる。

好ましくは、軟らかい先端部１０５を有する侵襲的使用のための装置１００は、侵襲的使用のための装置１００は、侵襲的使用のための装置１００の前端部で一体になる（図７）。先端部１０５は、好ましくは、侵襲的使用のための装置１００のために使用される柔軟な支持部材１０１を切断する際に、形成される。このような方法で、先端部１０５は、侵襲的使用のための装置１００と一体をなす部分を構成する。先端部１０５は、例えば装置１００が心室に挿入される場合、侵襲的使用のための装置１００が体内に挿入される時に好都合である。侵襲的使用のための装置１００が挿入され、終端位置にある場合にも、先端部１０５によって、周辺組織、筋肉又は動脈若しくは静脈が傷つけられず又は刺されないことが確実になる。１つの好ましい実施の形態の場合、支持部材１０１は厚さ約５０マイクロメータであり、先端部１０５は、幅約０．７ｍｍ、長さ約３０ｍｍであって、支持部材の幅約２ｍｍの部分への細かく段階的に遷移する部分を含む。これらの寸法によって、先端部１０５を柔軟にすることができ、また、侵襲的使用のための装置１００が挿入され、引き抜かれ、又は終端位置にある時に、心臓が傷つけられること又は支障を来たすこと（例えば不整脈）を防ぐことができる。

好ましくは、先端部１０５は、侵襲的使用のための装置１００と一体をなす部分であって、例えば、先端部１０５が離れ落ちることはない。背景技術によって知られた侵襲的使用のためのある（しばしば「カテーテル」と呼ばれる）装置では、例えばプラチナの別体の先端部が使用され、時にそれらは、装置を体内で使用している間に、離れ落ちることがある。このようなことは好ましくない。なぜなら、それによって患者にとって危険な状態が生じ、且つ／又は、装置を用いて実行する検査を困難にするからである。

侵襲的使用のための装置１００を別の構成（例えば、送り出しプローブのような医療装置）に取り付けてもよい。侵襲的使用のための装置１００が送り出しプローブに取り付けられる場合、横隔膜からの神経信号が、侵襲的使用のための装置１００が有する少なくとも１つの前端部電極１１１によって、計測される。取り付けは、例えば粘着剤その他の取り付け手段によって実現できる。

本明細書で説明した侵襲的使用のための装置１００の製造

侵襲的使用のための装置１００のための、本明細書において説明される製造方法の一部は、少なくとも部分的に支持部材１０１を管状に形成することに関するものであって、ここで詳細に説明する。図８において、製造方法の原理が示される。

概して、侵襲的使用のための装置１００を製造する場合、細長い支持部材１０１は、少なくとも部分的に管状に形成され、管状支持部材１０１の内部は少なくとも部分的に外部からシールされる。支持部材１０１は、少なくとも１つの導電体を支持部材１０１の一方又は両方の側部に有し、好ましくは、少なくとも１つのコンポーネント電子部品及び／又は少なくとも１つの微小電気機械システム２００を備える。好ましくは、少なくとも部分的に管状の支持部材１０１の内部に、コンポーネント電子部品及び／又は微小電気機械システム２００を設けるが、少なくとも１つのコンポーネント又はシステムは、特に支持部材１０１に一体化される場合、少なくとも部分的に管状の支持部材１０１の外部にも設けられてもよい。好ましくは、少なくとも１つのコンポーネント電子部品及び／又は少なくとも１つの微小電気機械システム２００が、支持部材１０１に設けられ、その後に、支持部材１０１は、少なくとも部分的に、管状に形成される。

本明細書で説明した製造方法の一実施の形態において、侵襲的使用のための装置１００は、少なくとも部分的に管状の支持部材１０１の内部に強化又は硬化部材１０３を備える。

本実施の形態において、支持部材１０１は、支持部材の端部の少なくとも１つに先端部１０５を備える。先端部１０５は、支持部材の残部よりも細く、約１０〜５０ｍｍ、好ましくは１５〜３０ｍｍの長さを有する。支持部材１０１を少なくとも部分的に管状に形成する場合、治具又はツール６００は、金属又はプラスチック等の材料の塊を用いて作られた治具又はツール６００が使用される。使用される金属は、例えば、鋼鉄、銅その他の合金である。適切なプラスチックは、例えば、ポリメタクリル酸（Plexiglass(登録商標)として知られる。）である。

治具又はツール６００は、じょうご状開口６１１を有する小さいホール６０９を備える。ホール６０９及びじょうご状開口６１１は、支持部材１０１又は導電パターン１１１，１１３その他支持部材１０１の第２側部１２７に備える部材を損傷しないように設けられる。例えば、内張りが、ホール６０９及び／又はじょうご状開口６１１に備えられる。

支持部材１０１の先端部１０５は、じょうご状開口６１１及びホール６０９に通される。開口６１１は、粘着剤又は接着剤６０１によって充填され、好ましくは、ポリイミドに優れた粘着性を有するポリカプトラクトン（ＰＣＬ）を用いる。粘着剤又は接着剤６０１は、散布器を用いて塗布される。一般に、粘着剤６０１は、支持部材１０１の素材に優れた粘着性を有するものが選択される。支持部材１０１を管状に維持するために、粘着剤６０１と支持部材１０１との間の粘着性は、優れている必要がある。

粘着剤６０１は、溶融して、支持部材１０１を充填する。支持部材１０１がホールの下方部分を通って引かれる時、それは冷却され、ＰＣＬが結晶化して（それは固化する。）、強化又は硬化部材１０３を形成する。強化又は硬化部材１０３は、固化した粘着性物質、強化又は硬化部材、又は固化した粘着性物質と分離した強化又は硬化部材との組み合わせを含んでもよい。例えばワイヤ等の分離した強化又は硬化部材は、支持部材１０１の内部に配置される。支持部材１０１の形成方法の原理を図８及び９に示す。支持部材にビアホール１２１がある場合、支持部材１０１がツール６００を通って送り出されるにつれて、これらは、粘着性物質を用いて満たされる。粘着性物質は、ビアホール１２１を完全に埋めて、実質的に支持部材１０１の外部表面と一直線になる。侵襲的使用のための装置１００が生体適合性ヒドロゲル等の生体適合性の材料によって覆われていない場合、使用される粘着性物質は生体適合性であることが好ましい。

ここで、製造工程について詳細に説明する。治具又はツール６００は、上部加熱層６０３、中間断熱層６０５及び下部冷却層６０７の３層をからなる。ホール６０９は、０．７ｍｍの直径を有しており、治具又はツール６００の３層を貫通する。上部層６０３は、＋７５℃から＋２００℃の間の温度に加熱され、下部層６０７は、−１０℃から＋２５℃の間に冷却される。より高温に加熱することによって、より低い冷却温度が要求され、好ましくは、上部相６０３に＋１４０℃、下部層６０７に＋５℃を採用する。中間層６０５は、断熱層として使用される。

支持部材１０１は、幅２ｍｍであり、支持部材１０１の端部の少なくとも１つが幅０．７ｍｍの先端部１０５を有して備えられる。先端部の１つは、好ましい実施の形態において、長さ約３０ｍｍであり、支持部材１０１の幅２ｍｍの部分にまで細かく段階的に遷移する部分を含む。その先端部１０５は、じょうご状開口６１１に引き下ろされ、それによって、最大の直径７．９ｍｍを有して、直径０．７ｍｍのホール６０９に接続する。好ましくは、ホール６０９を通して支持部材１０１を引き下ろすため、支持部材１０１の先端部１０５にネジ山を設けたスチール・ワイヤ・ループを使用する。

好ましくは、支持部材１０１の幅は、実質的に、ホールの直径にπを掛けたものに対応する。このように、支持部材１０１の長い端部の１つが、支持部材１０１の他の長い端部と隣接し又は対向するように、支持部材１０１は、重なり合うことなく、管に形成される。

じょうご状開口６１１は、図９及び１０に示す形状である。じょうご状開口６１１の一方側部は、実質的に垂直に、ホール６０９へと導かれる。実質的に垂直方向の側部から、じょうご状開口６１１の反対側（傾斜角が約４０〜７０度であり好ましくは６０度である。）へと移動するにつれて、じょうご状開口６１１の傾斜角は、次第に小さくなる。ホール６０９は、例えば図１０に示すように内張りチューブ６１３を有しており、直線状である。支持部材１０１を損傷しない滑らかな表面を確実にホール６０９が有するようにするための便利な方法であるため、ホール６０９の内張りは、好ましい。粘着剤又は接着剤６０１が層６０３及び６０５の間の接合部に侵入しないことを確実にするために、チューブ６１３は、ある距離だけ（図１０の場合２．２ｍｍ。）、層６０３及び６０５の間の接合部を超えて伸びる。図１０において、内張りチューブ６１３は、２ｍｍの外径を有しており（これは一例に過ぎない。）、事情に応じて変化してもよい。図１０の場合、図示する０．７ｍｍは、支持部材１０１の直径を示す。

支持部材１０１の前方部は、侵襲的使用のための装置１００の外部に後になる側部とともに、じょうご状開口６１１の垂直側部と実質的に接触して配置される。支持部材１０１の残部は、じょうご状開口６１１から後方へ約４０〜６０°の角度で傾斜する。これは、支持部材１０１の自由端部にネジ山を取り付け、治具又はツール６００の後方対角線上に数十センチメートルだけ締め付けられたスティック上に配置される。

先端部１０５が引かれる時、支持部材１０１は、ホール６０９に適合するように折り畳まれ、幅２ｍｍの折り畳まれた支持部材１０１にまで、先端部１０５は、長さ約５〜１０ｍｍまで引かれる。

支持部材１９１を後方に傾斜させることによって、じょうご状開口６１１のほぼ垂直な側部の近くに留まらせ、それによって、粘着剤又は接着剤６０１が支持部材１０１の外部のホール６０９に流れることを防ぐ。粘着剤６０１が支持部材１０１の外部に付着する場合、支持部材１０１はアクセス・ホール１１５に干渉し、粘着剤６０１が膜１３１に付着する場合、膜１３１は、アクセス・ホール１１５に配置される。傾斜することによって、支持部材１０１を側部とともに自動的に折り畳むことができる。側部は、後に、内部のカテーテルの内壁になる。

４から５つのＰＣＬペレットがじょうご状開口６１１に配置され、ペレットが溶ける一方で、治具又はツール６００のホール６０９を通って表れる支持部材１０１の小片がクリップ（図示せず）に取り付けられる。クリップはネジ山によって引っ張り機構に係合し、引っ張り機構は例えばＤＣモータのようなモータによって駆動する。

ＰＣＬが溶ける時、それは透明で軟らかくなる。次に引っ張り機構は、作動又は開始し、約７ｃｍ／分以上の速度で、好ましくは１〜５ｃｍ／分の速度であり、より好ましくは約２．８ｃｍ／分の速度で、ホール６０９を通じて支持部材１０１を引っ張る。速度は、加熱及び冷却温度による。なぜなら、引っ張る速度は、溶けたＰＣＬが支持部材１０１に流れ入るだけ又ホール６０９の冷却部を通過する間にＰＣＬを結晶化させるだけ、十分に遅い必要がある。

クリップが支持部材１０１の周囲を回転し、らせん状接合部を形成することを防ぐために、手段はクリップが回転しないように設けられる。例えば、クリップは、ある堅い板とともに所定位置に保持されており、クリップは、下方へ移動するにつれて、その方向へ傾斜する。

全体的な支持部材１０１がホール６０９を通過する時、支持部材１０１は、手で持たれ、クリップから解放される。ある場合には、好ましくは、支持部材の最後の部分を管状に形成しない。この場合、支持部材１０１の端部が近づく時、粘着剤６０１の供給が止められるだけであり、支持部材１０１の最後の部分は治具又はツール６００を通って粘着剤６０１の供給なく引き抜かれる。

ツール又は治具６００を通って所定角度で支持部材１０１を引くことができ、そして、支持部材の端部の間の接合部がらせん状を形成し、そして、支持部材１０１の端部は、侵襲的使用のためのより堅い装置１００を提供するために、互いに重なり合う。らせん形状を形成することができることによって、支持部材１０１の側方端部の重なり合いがなくてもよい。このように、接着剤又は粘着剤６０１は、側方端部間の接合部が直線状である場合よりも堅い管状に支持部材１０１を形成するために、側方端部に近い内部表面に塗布される。

少なくとも部分的に管状の支持部材１０１を接着剤又は粘着剤６０１を用いて充填する代わりに、じょうご状開口６１１及びホール６０９を支持部材１０１と同時に通る適切な直径を有し、固形の接着剤又は粘着剤又は別の適切なポリマ／添加物の溶融可能な糸を送り出してもよい。層又はプライマは、巻き上げの間、溶融可能な糸と支持部材１０１の内表面との間の接着力を強化するために、支持部材１０１の内部に設けられる。層は、必要に応じて、少なくとも１つのコンポーネント電子部品及び／又は微小電気機械システム２００を接着剤又は粘着剤６０１保護するものでもある。そのような層の例は、ポリカプトラクトン塗料及びパリレンである。パリレンの例として、限定するものではないが、Parylene HT（登録商標）の製品がある（特に、米国インディアナポリスの被膜施設。）。溶融可能な糸は、（部分的に、表面上だけ、又は完全に）溶融して、上部端部に支持部材１０１を充填し、上述のように下部端部で固化する。例えば本明細書に説明した方法の方が有利であったとしても、支持部材１０１のチューブを少なくとも部分的に形成する他の方法が使用されてもよい。

ＵＶ放射手段によって固化可能な粘着剤を使用してもよい。

支持部材１０１の隣接した端部を互いに溶接するために、例えばレーザ溶接のような溶接を使用してもよい。この場合、治具又はツール６００は、支持部材１０１が治具又はツール６００を通って引き抜かれる時に支持部材１０１の端部を互いに溶接する溶接装置を備える。この場合、支持部材１０１は、支持部材１０１が治具又はツール６００を通って引き抜かれる時に別個の強化又は硬化部材１０３をも備える。強化又は硬化部材１０３は、好ましくは、少なくとも部分的に管状の支持部材１０１の内部に備えられる。

強化又は硬化部材１０３は、先端部１０５とともにクリップに取り付けられる。強化又は硬化部材１０３は、後端部電極１１３と、侵襲的使用のための装置１００の少なくとも１つのコンポーネント電子部品及び／又は微小電気機械システム２００及び／又は少なくとも１つの前端部電極１１１との間での通信を可能にするために、少なくとも１つの光ファイバ又は導波管１２９を備える。少なくとも１つの光ファイバ又は導波管は、更に又は代わりに、電気的導電ライン又はパターン１１７に使用される。

支持部材１０１を管状に少なくとも部分的に形成するために、支持部材１０１の隣接した端部を互いに接合するように溶接する場合、支持部材１０１の前端部は、粘着剤によって、強化又は硬化部材１０３によって、又は、適切な素材のプラグによって、シールされる。

大量の侵襲的使用のための装置１００を効率的に製造することが可能である。支持部材は、同時に大量に製造される。一例では、支持部材１０１は、図１１に示すように適切な材料のシート又はパネル１３３を用いて製造される。パネル又はシート１３３の一般的な幅は、３０又は４５ｃｍであり、それによって、（ほぼ１〜２ｍｍ幅の）何百の支持部材１０１が同時に製造される。支持部材１０１は、分離を容易にするために、（例えば、ミルやレーザ切断によって）ミシン目によって分離される。これによって、侵襲的使用のための複数の装置１００を、図１２に示すように同時に形成することができる。ツール又は治具６００のボタン部分又は冷却層６０７を冷却するために、水が使用されてもよい。図１３に示すように、継続的に製造することも可能である。支持部材１０１は、好ましくは、適切なミシン目又は他の適切な技術によって互いに分離される。ミシン目が付加された後に、穴のあいたシート又はパネル１３３がツール又は治具６００を進入させる。ここで、連続的な製造プロセスにおいて、本明細書で説明した侵襲的使用のための装置１００に用いられる２つの標準的な方法がある。第１に、支持部材１０１に、フレキシブル・プリント基板の製造者によって今日使用される標準的な（ビア切削、リソグラフィ及びエッチングによるパターン形成のような）処理ステップが実施される。導電体は、インク・ジェット・プリンティングその他の方法によって形成されてもよい。次に、少なくとも１つのコンポーネント電子部品及び／又は少なくとも１つの微小電気機械システム２００が、標準的な、はんだ付けその他の方法の接着剤を用いた保持して配置する装置によって実装される。最後に、シート又はパネル１３３が、じょうご状開口６１１を有する複数の平行なホール６０９とともに、ツール又は治具６００の中に送り出される。送り出し機構は、図示省略する。これによって、完全な連続プロセスを構成する。侵襲的使用のための装置１００は、一括処理で切り離され、その後、ツール又は治具６００が通過する。

このように、本明細書で記載した侵襲的使用のための装置１００は、電子機器の製造において使用される一般的な方法を用いて製造され、支持部材１０１の形状を管状に又は少なくとも部分的に管状にして切り離す。しかしながら、上述のように、この後半の工程は、完成した装置に優れた機械的な特性を付与するために行われ、その場合、装置１００の構成は、あまり複雑ではない。これによって、装置１００に高い信頼性を付与し、装置１００が、高コスト効率で製造され、また電気的及び機械的特性の際だった特性を有することが可能になる。

本明細書において説明した侵襲的使用のための装置の利点の１つは、構成が比較的簡単なことである。その結果、信頼性を向上させることができる。基本的に、支持部材（１０１）自体は、侵襲的使用に適した装置を構成する。構成が比較的簡単であるため、侵襲的使用のための装置１００は、比較的安価なものに製造することもでき、それによって、侵襲的使用のための装置２００を使い捨てにすることが容易になる。

製造プロセスは、例えば、オートメーションの点で利点がある。複数の装置を平行して製造することができるため、製造プロセスを大規模に行うことも容易である。

鋭く尖った先を有する支持部材１０１を提供することによって、侵襲的使用のための装置１００を、組織を通じて器官に挿入することが容易になるため、それは利点である。鋭く尖った先は、針の形状であってもよい。

侵襲的使用のための装置１００は、器官から少なくとも外科的切開の箇所まで伸長することが好ましい。

更に、侵襲的使用のための装置１００が、心臓から、少なくとも鼠径部にまで伸長することが好ましい。

システム

侵襲的使用のための装置１００は、患者を監視し、検査し、又は治療するためのシステムの部分として使用されてもよい。そのようなシステムの例として、心臓を監視するためのシステム７００について、説明する（特に、図３の１９〜２５を参照）。システム７００によると、例えば、侵襲的な心臓の検査、心臓の手術、又は術後の治療等の間、左心室の機能をリアルタイムで監視することができる。システム７００は、侵襲的使用のための装置１００を備え、接触部（図示せず）と信号処理及び表示のための装置とを有する。侵襲的使用のための装置１００は、薄く、簡素で、軟らかい先端部１０５を有し、鼠径部の動脈を通って導入又は挿入され、それによって、侵襲的使用のための装置１００の前端部１０７は、左心室に配置される。カテーテルガイドは、好ましくは、侵襲的使用のための装置１００が導入される時に使用される。

好ましくは、侵襲的使用のための装置１００は、大腿動脈に挿入され、動脈を通って左心室へ押される。侵襲的使用のための装置１００を用いると、左心室の容量及び圧力を測定することができ、容積図を表示することが可能になる。医師は、圧力−容積図において、心機能のパラメータを読取り又は導出して、病気や機能不良を診断する。この場合、侵襲的使用のための装置１００は、圧力センサ２０１を有して抵抗／インピーダンスを測定するための手段（前端部電極１１１）を備える測定マルチ・ファンクションの装置として実装される。

容積の測定は、インピーダンス測定として機能する。侵襲的使用のための装置１００について、４つの全端部電極１１１ａ〜１１１ｄが配置され、それらのうちの２つが励起電極１１１ａ，１１１ｄであり、これらの間の２つが測定電極１１１ｂ，１１１ｃである。侵襲的使用のための装置１００は、前部が左心室の長軸に実質的に沿うように配置される。励起電極１１１ａ，１１１ｄは、心臓の頂点（心尖）及び心臓の基部（心底）で所定レベルとなるように配置される。２つの励起電極１１１ａ，１１１ｄは、電圧Ｕ_excitationで送られ、その結果、周波数２０ｋＨｚかつ強度１００マイクロ・アンペアの交流電流Ｉが、２つの励起電極の間で流れる。これは、ＩＥＣ−６０１標準に従う。好ましくは、交流電流は、心臓の電子的な生理機能と干渉しないように使用される。電磁界は左心室で生成され、それによって、２つの測定電極１１１ｂ，１１１ｃを用いて測定される電圧Ｕ_excitationを生み出す。測定された電圧Ｕ_measuredは、式（１）に従うインピーダンスＺ_meas.elec.の間の部分である。

インピーダンスＺ_meas.elec.は、次に、心室の容積に依存する。容積は、式（２）によって計算できる。

ここで、ｐは、血液の抵抗力を表し、Ｌは、２つの測定電極１１１ｂ，１１１ｃの間の距離を表し、Ｇは、測定されたコンダクタンスを表しており、インピーダンスZ_meas.elec.の逆数の実部である。測定された電圧U_measuredは、増幅され、フィルタ処理され、復調され、式（１）及び（２）を用いる容積Ｖを算出するために使用される。信号は、次に、アナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ）変換され、好ましくは、グラフィック表示される。復調は、ＡＣ信号Ｕ_measuredの位相がＵ_excitationと比較されることを意味する位相整流器の原理に従う。信号Ｕ_measuredは、２つのＤＣ電圧レベルに変換され、その一方が、インピーダンスの実部電圧に対応し、他方が、虚部に対応する。この場合、インピーダンスは、２つの測定電極の間に存在するインピーダンスである。復調は、以下のように作動する。信号Ｕ_measuredは、２つの信号に分割され、一方は、１８０°ずれた位相である。両信号Ｕ_measured及びＵ_{measured(＋180°)}は、次に、２つのスイッチ（スイッチ＿０及びスイッチ＿９０）において切り替えられる。

２つのスイッチの各々は、制御パルスによって制御され、一方の制御パルス（ＣＰ＿０）は信号Ｕ_excitationと同一の位相を有し、他方（CP_90）は、Ｕ_excitationに比べて＋９０°ずれた位相である。スイッチ＿０は、ＣＰ＿０によって制御され、スイッチ＿９０は、CP_90によって制御される。

両スイッチは、入力として信号Ｕ_measured及びＵ_{measured(＋180°)}の両方を有する。スイッチは、制御パルスが高い場合に（ｌｏｇｉｃ１）、Ｕ_measuredを通過させ、制御パルスが低い場合に（ｌｏｇｉｃ０）、Ｕ_{measured(＋180°)}を通過させる。スイッチからの出力信号（Ｕ_{measured_sw_0}及びＵ_{measured_sw_90}）のいずれもについて、平均値が算出される（Ｕ_{measured_sw_0_mean}及びＵ_{measured_sw_90_mean}）。これらの平均値は、左心室におけるインピーダンスの実部及び虚部の電圧に部分的に対応する。スイッチ＿０からの出力信号の平均値（Ｕ_{measured_sw_0_mean}）は実部の電圧に対応し、スイッチ＿９０からの出力信号の平均値（Ｕ_{measured_sw_90_mean}）は虚部の電圧に対応する。Ｕ_{measured_sw_90_mean}及びI_excitationを用いて、コンダクタンスＧは、式（１）を用いて計算されて結果を反転させ、そのため、式（２）に従って容積Ｖが算出される。

図２３ａにおいて、スイッチ＿０への入力信号が示される。参照信号２３ａ１はスイッチ＿０への制御信号ＣＰ＿０を示し、参照信号２３ａ２はＵ_measuredを示し、参照信号２３ａ３はＵ_{measured(＋180°)}を示す。測定された信号Ｕ_measuredは、実数値のインピーダンスに応じて制御信号ＣＰ＿０と同じ位相を有する。

図２３ｂに、スイッチ＿９０への入力信号を示す。参照信号２３ｂ１はスイッチ＿９０への制御信号ＣＰ＿０を示し、参照信号２３b２はＵ_measuredを示し、参照信号２３ｂ３はＵ_{measured(＋180°)}を示す。

図２４に、スイッチ（スイッチ＿０及びスイッチ90_0）からの出力（Ｕ_{measured_sw_0}及びＵ_{measured_sw_90}）をそれらの平均値（Ｕ_{measured_sw_0_mean}及びＵ_{measured_sw_90_mean}）とともに示す。

これらの信号（Ｕ_{measured_sw_0_mean}及びＵ_{measured_sw_90_mean}）の両方に、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換がなされる。図２５に、スイッチの回路図を示す。

システムは、インピーダンスメータとして機能し、約±０．５オームの優れた精度でインピーダンスを測定する。しかしながら、容積の測定は、概算であり、侵襲的使用のための装置１００の特定の位置に対してシステムが調整することに依存する。適宜、侵襲的使用のための装置１００の前部は、左心室の垂直軸に沿って配置される。証跡の測定の精度は、約±３mlであるが、（１２０ml以下の）小さい容積ではより優れている。血液のインピーダンスは、測定が機能するために不可欠である周辺組織のそれより極めて小さい。しかしながら、周辺組織は、補正されるべき、測定されたインピーダンスに影響する。よく知られた容積の生理食塩水を注入して、インピーダンスの変化を測定すると、周辺組織によるインピーダンスへの影響を算出することができる。別の方法では、例えば熱希釈（thermo dilution）又は超音波を用いてなされる１回拍出量の測定等の他の測定方法によって測定された患者の容積にシステムを較正する。

圧力測定のために、圧力センサ２０１は使用される。圧力センサ２０１は、容積測定のために使用される測定電極１１１ｂ及び１１１ｃの間の侵襲的使用のための装置１００に設けられる。圧力センサ２０１は、ＭＥＭＳチップ（微小電気機械システム）であり、本実施の形態において２つの抵抗Ｒｐ及びＲｔを含む。圧力センサ２０１に作用する圧力が変化する時、抵抗の１つ（Ｒｐ）のための抵抗は、圧力変化に比例して変化する。圧力センサ２０１は、ホイートストン・ブリッジを形成するために、２つの他の抵抗Ｒ_１及びＲ_２に接続されるハーフブリッジを含む。抵抗Ｒ_１及びＲ_２は、例えば、増幅又はフィルタ処理のためのユニットに組み込まれ、又は、侵襲的使用のための装置１００に配置されてもよい。図３及び１７は、抵抗Ｒ_１及びＲ_２が侵襲的使用のための装置１００に配置される実施の形態を示す。約１〜２ボルトの直流タイプの電圧（図２０におけるＥ，ＤＣ電圧）がホイートストン・ブリッジに接続され、ホイートストン・ブリッジからの出力信号Ｕ_pressureは、圧力センサ２０１に作用する圧力に比例する。圧力測定の感度は、使用される圧力センサ２０１の種類に依存する。多くの一般的な圧力センサの場合、感度は、２８．６μＶ／ｖ／ｋＰａから１０２．１μＶ／ｖ／ｋＰａまで種々変化する。同じ原理に基づく４つの圧力センサが評価に用いられる。圧力センサの感度は、それらの位置に依存する。センサが大きくなると、圧力感応膜が大きくなり、そのため、感度が向上する。

圧力センサ２０１からの出力信号Ｕ_pressureは、増幅され、フィルタ処理され、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換され、そして、好ましくはグラフィック表示される（図１９参照）。圧力センサ２０１においてコンポーネントの種々の値、例えば抵抗の種々の抵抗値は、ホイートストン・ブリッジの不均衡をもたらす。この不均衡を無視することはできず、補正する必要があり、そのような不均衡は、測定された／算出された圧力値に、±２０ｋＰａ程度影響し得る。

圧力センサ２０１は理想的なものではないため、侵襲的使用のための装置１００の各々のための較正データは、侵襲的使用のための装置１００を信号処理及び表示のための装置に接続するために使用される接触部（図示せず）に配置されるメモリに保存される。侵襲的使用のための装置１００の各々は、特定の侵襲的使用のための装置１００のための較正データを含む専用の接触部を備える。較正データは、圧力センサ２０１の感度とホイートストン・ブリッジの不均衡に関する較正とを含む。好ましくは、侵襲的使用のための装置１００が使用される時に、システムを大気圧に較正することが望ましい。校正された場合、圧力測定の精度は、優れたものになり、約±１３３Ｐａである。この範囲の精度は、好ましくは、心機能を監視するための応用例に望ましい。

図２０〜２２において、Ｒｐは、圧力感応抵抗器である。Ｒｔは、Ｒｐと同じ温度に依存する参照抵抗であり、そのため、温度補償機能を有する。圧力センサ２０１は、抵抗Ｒ_１及びＲ_２に接続されており、３つの接続手段（例えば接合パッド２０１ａ〜２０１ｃ）を用いて接地する。数字１，２及び３は、コネクタ２０１ａ〜２０１ｃのための接続ポイントを示す（図６の２０〜２２参照）。図２２において、抵抗Ｒｐの周囲のフレームは、圧力センサ２０１の感圧領域２０１ｄ（感圧領域２０１ｄは圧力センサ膜２０１ｅを含む）を示す。

侵襲的使用に関連する種々の試験が容易になりかつ／又は低コストになるため、本発明に従って、侵襲的使用のための装置１００を使用することは有益であり、従前に実行できなかった試験が、今は本明細書に記載の侵襲的使用のための装置１００を用いて実行できる。

本明細書では特定の実施の形態について詳細に説明するが、これは例示の目的のみで例を挙げているのであって、添付の特許請求の範囲の範囲に関して限定することを意図していない。特に、発明者は、請求項によって確定される発明の精神及び範囲を逸脱することなく、本発明に種々の代替例、変形例、改良がなされ得ることを意図する。

１００ 侵襲的使用のための装置
１０１ 支持部材（例えば、ホイル）
１０３ 強化又は硬化部材（ワイヤ，凝固接着剤，光ファイバ等）
１０５ 支持部材の（長くて、細い）先端
１０７ 支持部材の前端部
１０９ 支持部材の後端部
１１１ 前端部電極
１１３ 後端部電極
１１５ 支持部材のアクセス・ホール（圧力センサのため）
１１７ 支持部材の内部、第１側部上にある導電ライン又はパターン
１１８ 支持部材上のはんだ付け又は接合パッド
１２１ ビアホール
１２３ ビアコンダクタ
１０１〜１２５ 支持部材の第１側部
１０１〜１２７ 支持部材の第２側部
１２９ 光ファイバ又は導波管
１３１ 支持部材膜
１３３ 支持部材に適した材料からなるシート又はパネル
１３５ 「非機能（"non-functional"）」又は「ダミー」部
１３７ 「非機能」部のためのミシン目

２００ コンポーネント電子部品、又は微小電気機械システム
２０１ 圧力センサ
２０１ａ〜２０１ｃ 圧力センサ上の接合パッド
２０１ｄ 圧力センサ上の感圧領域
２０１ｅ 圧力センサ膜
２０３ａ〜２０３ｃ 圧力センサ上のビアホール
２０５ａ〜２０５ｃ 圧力センサ上のビアホール内のビアコンダクタ
２０７ 圧力センサ底面の導電体
２０９ａ〜２０９ｃ 圧力センサ上の接合パッド２０１ａ〜２０１ｃを有する支持膜上にある、接合パッド１１８ａ〜１１８ｃを接続する接合ワイヤ

３００ プロトタイプ
３０１ プロトタイプ支持部材
３０３ プロトタイプ上の圧力センサ
３０７ プロトタイプ支持部材の前端部
３０９ プロトタイプ支持部材の後端部
３１５ プロトタイプ支持部材のホール（圧力センサのため）
３１７ プロトタイプ支持部材の導電ライン又はパターン
３１８ａ〜３１８ｃ プロトタイプ支持部材の接合パッド（圧力センサのため）
３２３ プロトタイプ支持部材のビアコンダクタ
３０１〜３２５ プロトタイプ支持部材の第１側部
３０１〜３２７ プロトタイプ支持部材の第２側部

６００ ツール又は治具
６０１ 粘着剤又は接着剤
６０３ ツール又は治具の加熱層
６０５ ツール又は治具の絶縁層
６０７ ツール又は治具の冷却層
６０９ ホール又は治具を通るスルーホール
６１１ ツール又は治具のじょうご状開口
６００〜６１３ ツールのための内張チューブ

７００ システム
２６ａ１〜２６ａ３，２６ｂ１〜２６ｂ３ システムの信号

Claims (11)

1. フレキシブルな材料からなる支持部材（１０１）を備える侵襲的使用のための装置（１００）であって、
   ａ．上記支持部材（１０１）は、少なくとも部分的に細長い管状に形成され、上記支持部材（１０１）の内部は、少なくとも部分的に上記支持部材（１０１）の外部から密閉され、
   ｂ．上記支持部材（１０１）は、該支持部材（１０１）の細長い管状の部分の内部で伸びる導電ライン又はパターン（１１７）の層を有し、
   ｃ．上記支持部材（１０１）は、上記導電ライン又はパターン（１１７）に接続された少なくとも１つの測定、刺激又は処理部材を備えていて、
   上記支持部材（１０１）に、少なくとも１つのホール（１１５）が設けられ、
   上記少なくとも１つのホール（１１５）は、上記少なくとも１つの測定、刺激又は処理部材（２００、２０１）のうちの少なくとも１つに対応して配置され、上記支持部材（１０１）の外部から上記少なくとも１つの測定、刺激又は処理部材へのアクセスが可能となり、これにより該ホール（１１５）を通しての測定又は刺激が可能となるように形成されている
   ことを特徴とする侵襲的使用のための装置（１００）。
2. 少なくとも１つのビアホール（１２１）を備えていて、
   上記ビアホールにビアコンダクタ（１２３）が設けられ、該ビアコンダクタにより上記支持部材（１０１）の外部に配置された少なくとも１つの測定又は刺激部材と上記少なくとも１つの導電ライン又はパターン（１１７）との間が電気的に接続される
   ことを特徴とする請求項１に記載の侵襲的使用のための装置（１００）。
3. 上記支持部材（１０１）は、粘着剤又はポリマ（６０１）などのフレキシブルな弾性素材を用いて、少なくとも部分的に充填されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の侵襲的使用のための装置（１００）。
4. 上記フレキシブルな弾性素材が、上記少なくとも１つのホール（１１５）に充填されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の侵襲的使用のための装置（１００）。
5. 器官の機能を監視するために、外科的侵襲によって体内に一時的に配置可能に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の侵襲的使用のための装置（１００）。
6. 上記少なくとも１つの測定、刺激又は処理部材は、上記支持部材（１０１）の内部に備えられる少なくとも１つのコンポーネント電子部品又は微小電気機械システム（２００，２０１）を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の侵襲的使用のための装置（１００）。
7. 上記支持部材（１０１）に少なくとも４つの電極（１１１，１１３）が備えられ、上記少なくとも４つの電極は容積センサを構成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の侵襲的使用のための装置（１００）。
8. 上記支持部材（１０１）の内部に、少なくとも１つの強化又は硬化部材（１０３）が備えられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の侵襲的使用のための装置（１００）。
9. 上記少なくとも１つの強化又は硬化部材（１０３）は、光ファイバ又は導波管（１２９）を含む
   ことを特徴とする請求項８に記載の侵襲的使用のための装置（１００）。
10. 上記支持部材（１０１）の内部に、少なくとも１つの光ファイバ又は導波管（１２９）が備えられる
    ことを特徴とする請求項６に記載の侵襲的使用のための装置（１００）。
11. 上記少なくとも１つのコンポーネント電子部品又は微小電気機械システム（２００，２０１）が、上記支持部材（１０１）の前端部（１０７）に隣接して、かつ、上記少なくとも１つの導電ライン又はパターン（１１７）、又は、上記少なくとも１つの光ファイバ又は導波管（１２９）と作動可能に接触して、配置されている
    ことを特徴とする請求項６又は１０に記載の侵襲的使用のための装置（１００）。

Images