JP5922111B2 - 充血剤注入と同時に血圧測定を行う診断目的の動脈用複合カテーテル - Google Patents
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Description
本発明はマイクロカテーテルに関する発明と、血管中の血圧を生体内測定する診断方法に関する発明であり、特に、圧力センサを搭載したガイドワイヤを使って個々の動脈の血圧を測定することと同時に、特定の注入範囲で診断液としての血管拡張剤を継続的に注入するためにカテーテルを挿入する方法に関する。
冠動脈圧の測定方法は近年、技術革新（例えば、圧測定が可能な血管形成用ガイドワイヤの開発など）と、研究の進展（例えば、血流予備量比による血圧の診断など）で、新たな関心を集めている。
血流予備量比（ＦＦＲ）とは、狭窄の影響を受けた心筋部位における最大血流量と、狭窄がない場合の同一領域の最大流量の比率である。圧力測定可能なガイドワイヤの開発によって、血流予備量比は、診断および手術において、迅速かつ安全に計算することができる。血圧から測定した血流予備量比は、カテーテル検査室におけるオンライン臨床意思決定のためのストレステストの代用として使用することができることが示されている。心臓の内部において、血流予備量比０．７５以下の値は運動中の虚血の客観的徴候を除外する一方、０．７５以上の値は多くの場合、運動誘発性虚血と関連している。上記目的のための血流予備量比の正確さは約９５％であり、単独で行う非侵襲的検査の正確さよりも高い。血流予備量比が０．７５以上の値に基づいて血管形成術を延期した患者の予後が良好であることに注目すると、さらに興味深い。定期的なバルーン血管形成術の後、良好な血管造影の結果と血流予備量比０．９０の組み合わせは、２年間の経過観察の間のイベント率と関連しており、これはステント留置術のそれと類似している。ステント留置後、血流予備量比は正常化するはずである。ステント移植後の血流予備量比０．９４以上の値は、血管内超音波法（ＩＶＵＳ）によりステント位置異常が検出された場合と同様に正確に現れる。さらに、近年の多施設共同レジストリ研究ではまた、多枝冠動脈疾患の患者の血流予備量比は、高い信頼性を持って、また狭窄固有の病変の重症度の指針として使用できることが示されている（FAMEスタディ）［非特許文献１］。したがって、血圧から測定した血流予備量比は、生理学的指標から臨床ツールへと発展した、大変有効な狭窄の重傷度の指針である。
冠動脈の最大充血は、正確で再現性のある測定値を算出するのに有益である。正常な動脈では、大動脈と遠位の動脈の間で圧力勾配があってはならず、血流予備量比は１となる。プレッシャーワイヤの撤収は、２以上の一連の狭窄のうち、より機能的に重度であるものはいずれかを決定するために使用することができる。前述のように、最大限に充血させることは、血流予備量の正確な測定のために有益である。さもなければ、狭窄前後の圧力勾配を正確に評価できないだろう。理解されるように、最大遠位圧（ＤＰｍａｘ）および遠位の冠動脈圧（Ｐｄ）は、最大の充血が確保されていることを条件に、直接動脈圧（Ｐａ）に正比例する。したがって、最大充血時の全身血圧の変化は、最大遠位圧に比例して変化する。最大充血が完全に達成されない場合、患者は適切に治療されていない可能性がある。
冠動脈の最大充血を誘導するために使用できる薬剤（例えばパパベリン、冠動脈内のアデノシン、静脈内のアデノシン、冠動脈内のＡＴＰおよび静脈内のＡＴＰ）は、冠動脈内注入（ＩＣ）または静脈内注入（ＩＶ）することができる。冠動脈内のアデノシンを使用する場合は、最大勾配の過小評価と血流予備量の過大評価につながらないよう、留意すべき点がいくつかある。これらは特許文献１に記載されている。
血管収縮を誘発するアデノシン、および血管拡張を誘発するＵＴＰ［非特許文献３］に対し、最大腎充血を誘導しうる薬剤にはパパベリン［非特許文献２］がある。
前述のように、充血の達成を目的として、冠動脈内注入（ＩＣ）、静脈内注入（ＩＶ）またはボーラス投与によって現在採用され使用されている薬（アデノシン、ＡＴＰ、一酸化窒素）に明確な差はない。しかしながら、アデノシンの静脈内注入（ＩＶ）は、より全身にわたる副作用を引き起こす可能性があり、また、正確な血流予備量比を測定するために要求される安定した状態を得るために時間がかかることから処置時間が長引く。また、最大充血に近い状態にするために必要な個々の薬剤の濃度は、局所注入の場合と比較して、全身への注入では高くなければならない。
重度の全身性副作用を軽減あるいは回避しながら、診断用の充血剤が動脈狭窄の部位に到達することを最適化し、同時に血流予備量比を測定することは、全ての血流予備量比の調査で利点であるだろうし、また使いやすさを向上させるだろう。
特許文献２は、冠血流予備能（ＣＦＲ）を測定するシステムに関するもので、同出願では、既知量の生理食塩水がボーラス投与により注入され、このボーラス投与は継続的な熱希釈法により血流の測定（ＣＦＲ）に使用される。この出願書面には、側面に穴を持つカテーテルが記載されているが、このカテーテルは薬剤の送達には最適ではなく、血流予備量比と冠血流予備能の両方を測定するために充血剤を静脈内注入（ＩＶ）するためにのみ使用される。このカテーテルによる生理食塩水の冠動脈内注入（ＩＣ）による注入速度の範囲は、開示されていない。
近位部の圧力センサより下方に注入カテーテルが配置されている限り、静脈ラインやシースが不要であり、必要に応じて測定が迅速かつ短い間隔で繰り返すことができるから、パパベリンまたはアデノシンのような短時間作用型冠動脈血管拡張薬の使用は魅力的である。これは、同じ動脈内に複数の狭窄がある場合に、遠位部の圧力ワイヤの撤退操作ができないという問題を回避する。
カテーテル産業の発展は、小径でありながらより曲がりやすいカテーテルに向かっている傾向があり、血管造影を外来で行うことができることからも、これらのカテーテルの使用は比較的安全であることが示されている。ファイブ−フレンチカテーテルは、１０００ｐｓｉ以上の圧力に耐え、２０−２５マイル／秒で送達できるが、側部に穴がないカテーテルにて生じる準層流に対し、テーパー端部の穴や穴径が可変な穴を有するカテーテルは「クラウドエフェクト」を生じることがわかっている。また、全ての圧力ワイヤ研究において、動脈口には大きすぎるために、圧力の減衰が発生する原因となりかねるガイドカテーテルを使用しないことが重要である。これは、「心室化」大動脈圧出力の存在によって認識できる。したがって、ガイディングカテーテルを通した注入の後の最適な充血プラトー時間は患者ごとに異なるから、冠動脈の狭窄箇所に充血剤を正確に送達すると同時に、重篤な副作用を引き起こすことなく、またいくらかの患者では準最適な充血プラトー時間に血流予備量比を測定する結果となる注入の一時停止をすることなく、フローを最適化するには、問題が残る。血流予備量比の診断ツールは、医師が狭窄であるかどうか診断する決定を行うのに役立つ。狭窄は、例えば、冠動脈、大動脈、肺、腎臓、または脚の動脈であってもよい。
例えば、腎動脈狭窄が動脈造影図にて発見されたとき、全身の動脈内圧は、変換器と小型圧勾ワイヤシステム（セント・ジュード・メディカル社製ＰｒｅｓｓｕｒｅＷｉｒｅ（登録商標）またはヴォルケーノ社製ＣｏｍｂｏＷｉｒｅ（登録商標））を使用して、継続的に測定することができる。圧力は、遠位末端から３センチメートル離れた側面に位置する光ファイバ圧力センサを使用して、記録されうる。基本原理は、素子が、圧力を誘発する弾性な動きで光の反射を調節している。従って、圧力ワイヤは標準０．０１８インチのガイドワイヤに代替される。大腿動脈から腎動脈口へ４から７Ｆのカテーテルを進めた後、ガイディングカテーテルの中へ「冠動脈」用の０．０１４インチのワイヤを挿入し、そして狭窄口へ移動する。また拡張装置は、この段階でカテーテルを通して挿入することができ、狭窄を越え、ワイヤをそこに残す。このようにして圧力勾配は、安静時にこのワイヤによって測定される。
国際公開第ＷO１１０１８４６８号明細書
米国特許出願第２００７／０７８３５２号明細書
米国特許出願第６１／２３２５１８号明細書
米国特許出願第２００７／００７８３５２号明細書
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米国再発行特許第ＲＥ３５，６４８号明細書
米国特許第６，５６５，５１４号明細書
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Pressure-Derived Fractional Flow Reserve to Assess Serial Epicardial Stenoses theoretical Basis and Animal Validation by Bernard De Bruyne et al, circulation, 2000
しかしながら、腎組織をかん流させるためには、適した薬剤注入使用することが望まれる。
また他種の狭窄との関係で、研究中の、副作用が少ないという結果をもたらす、特定の動脈への局部動脈注入が望まれる。
ここに個々の動脈の血流を高める動脈内（例えば冠動脈、腎臓、脚）への充血剤の注入方法を開示し、その結果、大動脈内の近位圧力と比較して局部の動脈の圧力が遠位にて下がる（血流予備量比）。圧力差の導入（指針）は、アデノシン、パパベリン、アデノシン３リン酸塩、ドーパミン、一酸化窒素、ウリジン三リン酸といった血管拡張剤を動脈内へ注入することによって達成される。
この目的を達成するために、ここにカテーテルシステムを開示する、例えば、血流予備量比メソッドを実行するような流れで方向付けられたカテーテルシステムであって、これは、ひとつのカテーテルの中に、充血剤を注入するための動脈内カテーテルと、血流予備量比カテーテルを包含する。ある実施形態では、カテーテルは、環状の外周壁を有する筒状部材と、遠位先端に血管拡張剤を放出するための開口部を包含する。ある実施形態では環状の外周壁は、血管拡張剤に対して非透過性を有し、血管拡張剤が流出することのないよう、特に開口部やその他の出口がない。したがってある実施形態では、血管拡張剤を流出するための唯一の開口部は、薬物の送達を高めるため、筒状部材の長手方向に構成されている。ある実施形態では、大動脈の圧力信号はカテーテルの近位にて記録されるので、圧力測定が薬物の投与によって中断する必要がない。したがって、適正な時間（充血のピークであって、遠位の圧力が最小）に得られる大動脈圧の適正値を確実に得るために、最小限の血流予備量比と最大限の冠血流予備能を血流予備量比によって調べることなく、大動脈圧を再び記録するために栓を使用することなく、薬剤が継続的に投与されうる。
ある実施形態では、大動脈圧信号は注入カテーテルの近位側に記録されるため、圧測定が薬剤の投与のために中断されることはない。したがって、動脈圧を再度記録するために栓を使用することなく、薬剤は継続的に投与することができ、最低血流予備量と最大血流予備量比を血流予備量比スクリーンにて確認することによって、的確な瞬間（最大充血、最小遠位圧）における正しい値が動脈圧のために取られていることを確認する作業が不要である。
また、引き抜き圧曲線も本願発明では可能である。
また、引き抜き圧曲線も本願発明では可能である。
ある実施形態では、カテーテルは、血管拡張剤を注入するための第一のルーメンと、ワイヤを搭載した圧力センサを進めるための第二のルーメンを構成する。例えば、カテーテルは、二重のルーメンをまとめたカテーテルでありうる。ルーメンが別別であることは、冠動脈への最大限の薬物送達を可能とし、大動脈圧の正確な測定を可能とする。もし、側面に穴を有するガイディングカテーテルが使用された場合は、充血剤の予測不可能な部分が上行大動脈に溢れ出る。その結果、動脈圧が過小評価され、動脈内の血流予備量比が過大評価されて、測定が信頼性の低いものとなりうる。
本発明の一側面によれば、本明細書にて開示されているのは、冠動脈内注入のキットと、本明細書にて開示されている血流予備量比を測定するカテーテルで、あらかじめ指定した量のウリジン三リン酸（一酸化窒素と共にまたはなしで、さらに一つ以上の他の薬剤と組み合わせて、または一つ以上の他の薬剤と組み合わせで）またはその他の血管拡張剤である。
本明細書に開示されている方法の実施形態は、血流測定の医学的有用性を強化し、特に、正常時の血流値が関係している可能性がある冠動脈性心疾患に苦しむ患者への、継続的なウリジン三リン酸の冠動脈内注入による投与を通した血流量と圧力の測定値の絶対的な価値を提供している。
本発明の一側面によれば、本明細書に開示されているのは、冠動脈の血流量の測定方法であり、以下のステップを含むものである：患者の冠動脈の中で、注入ルーメンを備えたガイドワイヤと、圧力センサを備えたガイドワイヤを遠位に配置する、このような方法では、冠動脈の注入カテーテルの位置は、遠位圧力センサの近位（上流）であり、対して近位圧力センサとは遠位であり、近位と遠位の圧力センサそれぞれで値１の基準値の血流予備量比を得るためには、ウリジン三リン酸のような診断用充血剤を既知の速度で継続的に、注入カテーテルより注入を開始して、そして、既知の、及び測定された数から計算された指標に沿って絶対的な冠動脈近位および遠位圧力の算定する。方法の実施形態は、得られた絶対的な冠血流は最大絶対冠血流（閉塞性充血後）のような、充血剤を使用した安定した状態の充血の好ましい誘発で構成されている。
ある実施形態では、充血剤の注入に使用されている圧力センサ付複合ガイドワイヤにより測定された充血剤の注入によって、血流は増加する。実際のガイドワイヤは、圧力センサルーメンに備えられている。圧力センサガイドワイヤと注入カテーテルの配置は通常、患者の大動脈に挿入されるガイドカテーテルを通して達成され、この方法は付随するステップにより補完される。
ある実施形態では、方法は以下のステップを構成する：患者の冠動脈内の遠位に圧力センサを備えたガイドワイヤを配置し、冠動脈内の注入ルーメンを注入カテーテルの遠位端が圧力センサの近位（上流）となるよう配置し、患者の冠動脈内に備えられたカテーテルを通して充血剤を冠動脈注入することによって安定した状態の充血を誘発し、２つの圧力センサによって血圧差を測定し、既知かつ測定された量に基づき、式にて血流予備量比指数を算定し、測定した充血大動脈圧と測定した遠位冠動脈圧の比を査定し、関連血流予備量比値を算定する。血流予備量比値を算定する方法は、例えば、非特許文献５に開示されている。
ある実施形態では、充血の前後で患者の安定した状態を誘発させる方法であり、測定は冠動脈流が最大冠動脈流となるように計算される。これは、腎動脈または冠動脈に最大の圧力が狭窄血管にかかるまで、濃度を上げながら充血剤を注入することによって生じる。この注入は、継続的にまたはボーラス投与にて行われうる。
ある実施形態では、センサ付ガイドワイヤと注入カテーテルは同様に、患者の大動脈に挿入したガイドカテーテルを通して冠動脈に挿入され、例えばガイドカテーテルに接続された圧力変換器、センサ付ガイドワイヤに接続された第二の圧力変換機または注入カテーテルによって、充血大動脈圧が測定される。任意に、この方法は以下のステップを含みうる：冠動脈内のカテーテルに、バルーンが圧力センサを搭載したガイドワイヤの近位（上流）に位置するようにバルーンを配置し、冠動脈に完全閉塞を作るようバルーンを膨張させ、そして圧力センサによって冠動脈ウェッジ圧を測定する。バルーンをその後しぼませ、前述の方法のように、血管形成前の測定に使われたように、搭載されたセンサによって血管形成された後、同じガイドワイヤにて血流予備量比が測定される。
ある実施形態では、この方法はさらに、単一のおよび／または複数の動脈血管の病気の場合の血管に沿った第一の圧力センサの格納と、少なくとも３箇所での圧力の測定を構成する。この手術は、プルバックマヌーバー（pull back maneuver）と呼ばれており、例えば、非特許文献１１に記載されているように機能する。連続した２つの狭窄においては、均等化は、動脈圧（Ｐａ）、２つの狭窄の間の圧力（Ｐｍ）、遠位冠動脈圧（Ｐｄ）、そして冠動脈閉塞圧（Ｐｗ）から、それぞれの狭窄（言い換えればもう一方が除去されたかのように）の血流予備量比を別々に予見（ＦＦＲｐｒｅｄ）する手段として知られている。２つの狭窄の間の相互作用は、それぞれの病変の血流予備量比は分離した狭窄の均等化（充血時のＰｄ／Ｐａ）によっては計算され得ないが、ＰａやＰｄを考慮した完全な均等化は予見され得る。
冠動脈疾患を有する患者内の血流予備量比を診断する方法にマイクロカテーテルを使用する利点には、以下のものを含む。
・一部の患者（左心室肥大、心筋梗塞後）または不整脈を伴う場合、この薬理学的刺激と投与方法は、多くの異なる種類の心臓の問題への適切な手段とされる心筋の抵抗を使い果たす。
・ 外来患者へのカテーテル検査が、局所冠動脈血管造影を可能にする放射線状の経路を通して可能である。
・ マイクロカテーテルは、全身への流出をもたらす大動脈への注入の代わりに入口部への注入を確保する。
・ ２つのカテーテルではなく１つのカテーテルであることは、時間の短縮となる。
・血管けいれんやカテーテルのよじれなど、施術時間の延長につながる、手続き的な問題のリスクを削減する。
・遠位の蛇行血管への到達を可能にし、注入ルーメンは圧力変換器に近接しているため狭窄への交差を高める。
・使用しやすい血流予備量比の向上と副作用からの開放、これは血流予備量比測定を多くの患者にとって標準的かつ日常的なケアとして確立するのに役立つ。
・一部の患者（左心室肥大、心筋梗塞後）または不整脈を伴う場合、この薬理学的刺激と投与方法は、多くの異なる種類の心臓の問題への適切な手段とされる心筋の抵抗を使い果たす。
・ 外来患者へのカテーテル検査が、局所冠動脈血管造影を可能にする放射線状の経路を通して可能である。
・ マイクロカテーテルは、全身への流出をもたらす大動脈への注入の代わりに入口部への注入を確保する。
・ ２つのカテーテルではなく１つのカテーテルであることは、時間の短縮となる。
・血管けいれんやカテーテルのよじれなど、施術時間の延長につながる、手続き的な問題のリスクを削減する。
・遠位の蛇行血管への到達を可能にし、注入ルーメンは圧力変換器に近接しているため狭窄への交差を高める。
・使用しやすい血流予備量比の向上と副作用からの開放、これは血流予備量比測定を多くの患者にとって標準的かつ日常的なケアとして確立するのに役立つ。
アデノシンとウリジン三リン酸の使用について：今日、冠動脈の充血を誘導するために使用される好ましい充血剤は、自然発生するヌクレオシオアデノシンである。複数の研究では、血流予備量比を決定するために冠動脈内アデノシンまたは冠血流予備能を使用しているにも関わらず、この方法は現在、最大充血を誘導するのに準最適としかみられていない。また、アデノシンは、プルバック法または冠血流予備能を使用して拡散したまたは縦に並んだ病変、および熱希釈法を使用した細小血管の耐性測定の指針を使用して、血流予備量比の測定のために、十分に安定した充血状態の継続を提供することはできない［非特許文献４］。静脈内への連続したアデノシン注入も、血流予備量比測定のための冠動脈の充血の誘導のための標準的な方法として検証されている［非特許文献５］。しかし、冠動脈内法と比較して、静脈内法は時間がかかり、よい全身に悪い影響を与えることにつながる。さらに、さらなる中央の血管へのアクセスを必要とするから、放射線を使用した外来患者のカテーテル治療を行うのは難しい。以前は、冠動脈疾患における人間の冠動脈の循環の中で、アデノシン三リン酸＝アデノシン＝パパベリンを最大充血を誘導するものとして確立していた［非特許文献４］。アデノシン三リン酸またはアデノシン（２０から４０グラム）の動脈内へのボーラス投与は、ヒトの中で２０ミリグラムのパパベリンのボーラス投与と似かよった程度の充血を誘引する。しかしながら、冠動脈内のアデノシン三リン酸とアデノシンは、しばしば本当に安定した充血を引き起こさない。また、Jeremias 他［非特許文献６］は、冠動脈内による血流予備量比測定と静脈内アデノシン注入法の間に強い線形相関があること、および２つの方法に高い一致があることを発見した。しかしながら、患者のうち８．３％は、冠動脈内によるアデノシンボーラス注射によって得られた血流予備量比は、静脈内注入法によって得られたものよりも高く、これはこれらの患者への静脈投与が準最大であることを示している。しかしながら、例えば特許文献３で示されているように、アデノシン投与中の血流は、ウリジン三リン酸と同様、血流阻止作業後の充血とは似ていないという発明者による近年の研究が示しており、Casella他［非特許文献７］は、以前に、冠動脈内アデノシンボーラス投与を増加させることによって、血流予備量比が下がることを立証している。
結論として、ガイドワイヤまたは冠動脈内マイクロカテーテルを使用した冠動脈内による継続ウリジン三リン酸注入法は安全であり、追加の手順を踏むことなく最適冠動脈充血を誘導するのに役立つ。副作用をもたらさない以上、考慮すべき明白な禁忌や注意事項はなく、選択的受容体であり、より素早くそしてわずかに長い時間の安定期を持つ。血流阻止作業後の充血に近い最大充血を生産するから、より正確に最大冠動脈血流を推定し、より正確な血流予備量比の算定となる。ウリジン三リン酸は、すなわち以下に述べる血流予備量比の使用のための通常のガイドラインに沿って、すべての患者に使用できる。
本願発明は、前記装置を含めた異なる面を持っている。また以下に述べる、またこれに対応する方法、使用、または／及び製品方法は、それぞれが一以上の前記側面と関連した利益や長所を生産し、さらに／または添付の請求項の中で開示されている一以上の前記側面と関連するように記載された実施例を有する。
前記したおよび／または追加の本願発明の対象、特徴、長所は、以下の役立つそして限定のない詳細な実施例の記載と、添付の図面を参照することによりさらに明らかとなる。
図５が示すように、ウリジン三リン酸は、マイクロカテーテルを使用した継続的な冠動脈注入において、血流予備量比がアデノシンと比較して低いという点において、アデノシンよりもが効率よい。
以下の説明においては、本願発明がどのように実施されるかを図で示した、対応する図面を参照してほしい。
ウリジン三リン酸注入を通して最大の充血状態の患者の冠動脈内の最大冠動脈血流量は、例えば特許文献４に詳細が記載されているように、前述の方程式で計算されうる。これは、患者がさらなる投薬で血流が上昇し得ないような充血状態で適用される。
血流予備量比の概念は、いくつかの医療雑誌記事にて完全に説明されている。従って、本願に記載されている方法の理論的な構造は詳細には説明しない。しかしながら、異なるパラメータが実際に得られる方法は、以下に詳細に説明する。
計算の基礎となる圧力と流れは最大充血時にしか比較できないから、最大充血の誘導の概念は、正確な血流予備量比を得るために望ましい。ヒトを被験者とした最大充血の反応は、内皮細胞や心筋細胞からいくつかの化合物／代謝産物が排出される、閉塞後の状態で達成される。薬剤がこの反応を刺激するが図５が示すように最大の閉塞後の充血に似ていてウリジン三リン酸がアデノシンよりも優れていることは明らかであるから、これは真に最大値ではない。冠動脈内注入に使用される薬剤は、高い選択的受容体を持つ強い内生的分子でなければならない。これは、最大に近いかん流を生産しなければならず、素早い反応と短時間、好ましくは副作用がないとよい。
本願発明の理論的な基礎を確立したのは、医療処置の実務的な詳細と、充血剤の継続的な注入を基本とした圧力センサを適用した各冠動脈の血流測定装置の実施例は、図１から４に関連して記載されている。
図１は、単一の注入と圧力ワイヤルーメンを有する複合カテーテルの例を図で説明している。カテーテルは、充血剤が冠動脈に注入される遠位開口端部１１３を有し、単一のルーメンを備える注入カテーテル１００を構成する。したがって、十分な量の充血剤は、直接冠動脈に注入され、さらに遠位開口端部１１３は注入カテーテルの表面の遠位端に設けられ、注入カテーテルは側面に開口部を有しておらず、注入カテーテルの長手方向に充血剤が注入され、それゆえに充血剤のより効率的な注入を可能にする。さらにカテーテルは、注入カテーテル１００の中を可動に配置されたワイヤ１０１を有し、これによってワイヤは注入カテーテルの遠位開口端部１１３の中を、長手方向に内外にスライドすることができる。ワイヤ１０１は、遠位端に圧力センサ１０２を有する。それゆえに、注入カテーテルからワイヤ１０１を前進および／または後退することは、使用者に注入カテーテルの開口部１１３からの距離とは異なる距離に圧力センサを位置づけることを可能とするから、注入の箇所とは異なる距離からの圧測定を可能とする。これによって、診断技術の感度を上げることができる。
注入カテーテル１００は、冠動脈への挿入を可能にするのに十分に直径が小さく、例えば直径４フレンチまたは１．３５ミリメートルより大きくない。注入カテーテルは、患者の脚の付け根から患者の心臓に前進するのに十分に長く、例えば長さ１７５センチメートルである。
圧力センサ１０２は、マイナス３０からプラス３００の圧力幅を有し、圧力の正確さはプラス／マイナス１ミリメートル水銀柱（＜５０ミリメートル水銀柱）+／−３％（＞５０ミリメートル水銀柱）およびDCから２５ヘルツの周波数応答である。
使用時は、図４に示されているようにカテーテルは検査のため冠動脈に挿入される。例えば、カテーテルは、ガイドカテーテルを通して、橈骨または大腿骨の動脈に挿入される。一度挿入されると、センサ１０２を備えたガイドワイヤから圧測定が始まる。好ましいセンサ付ガイドワイヤは、例えば、ボルケーノ製のＣｏｍｂｏＷｉｒｅ（登録商標）またはセント・ジュード・メディカル社製ＰｒｅｓｓｕｒｅＷｉｒｅ（登録商標）センサであり、これは特許文献５と特許文献６に記載されている。測定された圧力を示すセンサ信号は、装置の中で測定された変数を観察、計算、表示するために処理される。例えば、ラディメディカルアクチエボラーグ製のＲａｄｉＭＥＤＩＣＡＬ（登録商標）や、特許文献７に記載されている。
図２は、１つは注入用、もうひとつは圧力センサ用の、２つの異なるルーメンを有する複合カテーテルの例を図で示している。カテーテルは、ルーメン１０４とルーメン１０５の２つの異なるルーメンをそれぞれに有するマイクロカテーテル１０７を構成している。注入ルーメン１０４と圧力ワイヤルーメン１０５としての２つのルーメンとして機能し、それぞれに開口端部１１３ａと開口端部１１３ｂを有する。曲がりやすい素材でできた圧力ワイヤルーメンは、注入を促進するために、予めＪの型に形作られる。
注入ルーメン１０４は、図１と関連して示されているように、充血剤を冠動脈に挿入するための遠位開口端部１１３ａを有している。さらに、開口端部１１３ａは、注入カテーテルの表面の遠位部に設けられ、注入カテーテルは側面にいかなる開口部も有しない。
さらに、カテーテルは可動式のワイヤ１０１を構成し、圧力ワイヤルーメン１０５の遠位開口端部１１３ｂのワイヤが長手方向に内外にスライドするように圧力ワイヤルーメン１０５の内部に配列される。ワイヤ１０１は、例えば図１に記載されているような、圧力センサのようなその遠位端、またはその遠位端近くの圧力センサ１０２を構成する。よって、ワイヤ１０１の圧力ワイヤルーメン１０５からの挿入および／または撤退は、使用者に開口端部１１３ｂから異なる距離の圧力センサを使用することを可能とするから、注入の位置から異なる距離での圧力測定を可能とする。圧力センサ１０２は、圧力ワイヤの遠位端の近くに置かれるから、終端部を圧力センサ１００に残す。圧力センサの端は、X線映像上で先端の識別を促進するために、X線感受性材料で作られ／コーティングされる。しかしながら、圧力センサは選択的に、ワイヤ終端に直接配置されてもよい。したがって、注入カテーテルが複合カテーテルの「行き止まり」であるのに対し、遠位の圧力センサは、動脈に沿って再配置されることが可能である。
カテーテル１０７は、冠動脈への挿入を可能にするのに十分に直径が小さく、例えば直径４フレンチまたは１．３５ミリメートルより大きくない。注入カテーテルは、患者の脚の付け根から患者の心臓に前進するのに十分に長く、例えば長さ１７５センチメートルである。圧力ワイヤと注入ルーメンは、同一のまたは異なる直径を有する。
カテーテルは、注入ルーメンの開口端部１１３ａの上流に位置する第二の圧力センサ１０６を構成する。圧力センサ１０５は、遠位圧力センサ１０２同じまたは似た種類である。圧力センサ１０６は、図２に示されているとおり、圧力ワイヤルーメンの上に、注入ルーメンと共にまたは複合カテーテル１０７と共にまたは位置している。
カテーテルは、さらに複合カテーテル１０７の挿入を促進するガイドカテーテル１０８と結合して構成され、使用される。
それゆえに、図２は１つは注入用、ひとつは圧力ワイヤ用の２つの異なるルーメンを持つ複合カテーテルの例を示している。カテーテルは、２つの分離したルーメンを有するように構成されており、ひとつは固定した注入カテーテルルーメンであり、もうひとつはガイドワイヤが通るような可動の圧力ワイヤを備えたルーメンである。この構造は、注入カテーテルが固定されている一方、圧力ワイヤを出したり入れたりとスライドできるように作られている。
カテーテルの例は、側面に穴がないように記載されている。同一の血管内に複数の狭窄がある場合には、スライドする圧力ワイヤは、注入ルーメンに影響を及ぼすことなく、いくつかの病変と交わるよう、伸ばすことができる。ガイドワイヤは、圧力ワイヤを通して利用される。
図３は、例えばヒトまたは哺乳類といった患者の個々の動脈の中に冠動脈注入の方法で充血剤を注入して、血流／圧力指針（血流予備量比）を決定するシステムを図で示している。このシステムは、例えば図１または図２と関連して記載されている、複合カテーテル３０１と、ウリジン三リン酸注入、一酸化窒素またはこれらの組み合わせのような充血剤を注入するためのポンプ３０２と信号処理装置３０３を含む。前述のように、複合カテーテルは、明確には示されていないが、１つまたは２つの圧力センサを含む。圧力センサによって測定された圧信号は、血流予備量比の信号の処理および計算と、計算された血流予備量比の出力および／または記録のために、信号処理装置に入力される。最後に、圧力センサおよび／または複合カテーテルのセンサルーメン３０５は、信号処理装置に接続される。注入ポンプは、複合カテーテルの注入カテーテル３０４に接続される。
図２のカテーテルの使用は図４に示されているが、ここに詳細を述べる。これから記載する方法は、図１に記載されているカテーテルおよび／または図３に記載されているシステムにおいても、機能する。
使用にあたっては、本願技術分野でよく知られているように、患者の動脈へのアクセスが得られたとき、本明細書に記載されている方法の実施例は、ガイドカテーテル１０８を患者の大動脈の中へ注入することに始まり得る。もし必要ならば、ガイドカテーテルの注入を促進するために、従来型のガイドワイヤを用いることができる。これに続いて、圧力センサ１０２を搭載したガイドワイヤを含む複合カテーテル１０７は、ガイドカテーテルの中に挿入され、そしてガイドカテーテルの外の端に進められ、開口端部１１３ａ、ｂまで特定の冠動脈の中を進み、近位圧力センサ１０６は、冠動脈内の近位の位置に置かれる。そして、圧力ワイヤ１０１は、さらに冠動脈の末端に位置している末端圧力センサ１０２まで冠動脈の中を進められる。
特別に設計された注入ルーメン１０４は、圧力ルーメン１０５に平行で、センサルーメンの隣に位置しているが、このような方法では末端圧力センサ１０２から近く、近位圧力センサ１０６から遠い、開口部１１３ａより注入が放たれてしまう。ガイドワイヤは、センサルーメン１０５の中を走っており、このルーメンを末端から狭窄まで進む。注入カテーテル開口端部１１３ａは、ゆえにガイドカテーテルの端の外側であり、特定の冠動脈の中の末端圧力センサ１０２の近位（上流）に位置している。さらに、ガイドカテーテルは通常冠動脈の中で使用されるが、本願発明を実施するにあたっては絶対的に冠動脈の中で使用されなければならないわけでなく、請求項で定義されているように、本願はガイドカテーテルが省かれている実施例を含む。このような場合、センサが搭載の有無に関わらずガイドワイヤと、注入カテーテルまたはその組み合わせが、ガイドカテーテルの補助なしで特定の冠動脈に位置づけることに利用され、またはガイドカテーテルは血流予備量比測定の前に除去されうる。
実際の実験では、特殊な注入カテーテルは、通常、充血剤の最大流量を達成するために必要なことが示されている。以下に記載するように、本願発明の好ましい実施形態は、液状充血剤の効果は、圧力センサ１０２の下流で測定される。側面に穴のない注入カテーテルは、高い注入率の場合でも、同軸ケーブルの流れを確実にする。
もし前述のステップが、狭窄のような血流が制限される病気の患者に対して行われる場合には、測定された冠動脈流は、その結果として狭窄の現状に左右される明らかに瞬間のものである。測定された流れをこの特定の患者の通常の流れと関連付け、その結果血流測定の医療的実用性を強化するには、経皮的冠動脈形成術のような医療的処置が通常行われ、このような手術は、完全な閉塞を作り出し、追加の手段を踏まずに血流予備量比が同時に測定される。
本明細書に記載されている方法の実施例は、少なくとも以下のステップを構成するものとして要約される：
（１）ガイドワイヤの遠位部分に搭載された注入カテーテル、または患者の冠動脈内の遠位にあるその他のもの、とを結合させた圧力センサを配置する
（２）注入カテーテルの遠位末端が遠位圧力センサの近位（上流）に配置されるように冠動脈内の複合カテーテルを配置する
（３）それぞれの冠動脈の近位かつ遠位部分の血圧を測定する
（４）アデノシン、一酸化窒素またはウリジン三リン酸といった充血剤を、注入カテーテルを用いて冠動脈に注入する
（５）遠位かつ近位の圧力を測定する
（６）既知かつ測定された量の血流予備量比を方程式によって計算する
（１）ガイドワイヤの遠位部分に搭載された注入カテーテル、または患者の冠動脈内の遠位にあるその他のもの、とを結合させた圧力センサを配置する
（２）注入カテーテルの遠位末端が遠位圧力センサの近位（上流）に配置されるように冠動脈内の複合カテーテルを配置する
（３）それぞれの冠動脈の近位かつ遠位部分の血圧を測定する
（４）アデノシン、一酸化窒素またはウリジン三リン酸といった充血剤を、注入カテーテルを用いて冠動脈に注入する
（５）遠位かつ近位の圧力を測定する
（６）既知かつ測定された量の血流予備量比を方程式によって計算する
この方法はまた、圧の測定前に計算された血圧が最上冠動脈流であるような患者の安定した充血状態を誘導するステップを構成する、たとえば、計算された血流は最大冠動脈流であり、臨床的にもっとも関係性のある冠動脈流であり、実務的には方法はしばしばガイドカテーテルを患者の大動脈に挿入することから始まり、注入カテーテルとセンサーガイドは、ガイドカテーテルを用いて挿入される。
いくらかの血流予備量比値の計算においては、ウェッジ圧と呼ばれる知識を必要とするものがあり、ウェッジ圧とは定義によれば、冠動脈の完全な閉塞時にのみ得られる。完全な閉塞は、冠動脈に注入されたバルーンカテーテルにあるバルーンを膨らませることによって人工的に誘発させることができ、例えば前述のガイドカテーテルによってすることができる。前記の方法は、よって完全な閉塞を誘導するステップによって補充され、ウェッジ圧を測定する。多くの場合、例えばわずかな閉塞の場合、末端冠動脈圧は大動脈圧に等しくまたはほぼ等しく、ウェッジ圧は別の計算方法では無視しうる。
いくつかの実施例は、詳細を図示し記載しているが、本願発明はこれらに制限されることはなく、しかし以下の請求項に定義される対象の範囲内の他の方法で実施されうる。特に、他の実施例においても利用されると考えられ、構造的および機能的な変更は、本願発明の範囲を離れることなく行われうる。
装置のクレームは、いくつかの手段を列挙しており、そのうちのいくつかの手段は、あるハードウェアの同じ項目において具体化できる。一定の措置は、相互に異なる従属請求項に列挙され、または異なる実施例に記載され、これらの方法の組み合わせが有利に使用できないことを示すものではない。
本明細書中に使われている「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ／ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」の用語は、記載された特徴、整数、ステップまたは構成要素の存在を明記するために使用されているが、一以上の特徴、整数、ステップ、構成要素またはこれらのグループの存在の除外や追加を排除するものではない。
１００ 注入カテーテル
１０１ ワイヤ
１０２ 圧力センサ
１０４ 注入ルーメン
１０５ 圧力ルーメン
１０６ 近位圧力センサ
１０７ 複合カテーテル
１０８ ガイドカテーテル
１１３ａ 注入カテーテル遠位開口端部
１１３ｂ 注入カテーテル遠位開口端部
３０１ 複合カテーテル
３０２ ポンプ
３０３ 信号処理装置
３０４ 注入カテーテル
３０５ センサルーメン
１０１ ワイヤ
１０２ 圧力センサ
１０４ 注入ルーメン
１０５ 圧力ルーメン
１０６ 近位圧力センサ
１０７ 複合カテーテル
１０８ ガイドカテーテル
１１３ａ 注入カテーテル遠位開口端部
１１３ｂ 注入カテーテル遠位開口端部
３０１ 複合カテーテル
３０２ ポンプ
３０３ 信号処理装置
３０４ 注入カテーテル
３０５ センサルーメン
Claims (9)
- 動脈内の狭窄の存在により患者の動脈内の血流が制限されるか否かを決定する診断方法に使用されるキットであって、
患者の動脈内または静脈内へ充血剤を注入するように構成されたカテーテルと、
前記充血剤として規定された量のウリジン三リン酸と、
を含んでなることを特徴とするキット。 - ガイドカテーテルを更に含み、当該ガイドカテーテルを通して患者に注入カテーテルを挿入するように前記ガイドカテーテルが構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のキット。
- 前記カテーテルは、動脈内に配置され、注入ルーメンを含む一または二以上のルーメンを備える複合カテーテルであって、
前記動脈内に前記ウリジン三リン酸を放出するように遠位端に配置された開口部と、遠位端を有するガイドワイヤと、当該ガイドワイヤの遠位端に搭載された第一流量／圧力センサと、を備え、
前記ガイドワイヤは前記一または二以上のルーメンのうちのひとつの中を可動な状態で挿入されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のキット。 - 前記複合カテーテルが、互いに隣り合う少なくとも二つの前記ルーメンを備え、
前記第一流量／圧力センサを備える前記ガイドワイヤが前記注入ルーメンとは異なるルーメン内に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載のキット。 - 第二圧力センサを備え、当該第二圧力センサが患者の動脈への挿入に適合された前記ガイドカテーテルに接続されていることを特徴とする、請求項２に記載のキット。
- 前記第一流量／圧力センサが第一圧力センサであり、
第二圧力センサを備え、当該第二圧力センサが、前記第一圧力センサとの関係で、前記ガイドワイヤの近位に配置されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載のキット。 - 前記第一圧力センサの近位となるように前記カテーテルに配置されたバルーンを更に含んでなることを特徴とする、請求項６に記載のキット。
- 前記カテーテルが、当該カテーテルの長手方向に前記ウリジン三リン酸を注入するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のキット。
- 注入ポンプを更に含んでなることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のキット。
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