JP6081463B2 - 人間や動物の身体に挿入する医療装置 - Google Patents

Description

本発明は、人間や動物の身体に挿入する医療装置に関するものである。

ＥＰ１３５６８４５Ｄ１にはカテーテルが記載されている。このカテーテルはカテーテル軸を備え、軸方向に連続する中心をなす内腔が設けられている。リング電極用のコイル供給ラインは、カテーテル軸の壁内に延び、上記リング電極はカテーテルの遠位端を形成している分離ヘッド本体に設けられる。さらに、カテーテルは、内腔内に延びるマンドリンスリーブ及びマンドリンスリーブ内に延びるガイドワイヤを備えている。ガイドワイヤは、カテーテルの遠位端における覗き孔を介して導出され得る。覗き孔の前方近くには、マンドリンスリーブによって可逆的に穿孔され得るシーリングユニットが内腔をシールオフするために設けられる。

ペースメーカープローブは、心臓まで血管に通すことにより血管内を前進させそして心臓に位置決めされる。位置決めするには、ガイドワイヤか或いはマンドリンが用いられる。通常、ガイドワイヤは、遠位端に向かって軸方向に挿入され、それによりペースメーカープローブのカテーテルはガイドワイヤを介して押し込まれるようにしている。このようにすることで、カテーテルの遠位端は、ガイドワイヤがカテーテルを出られる程度に開かれる。マンドリンが用いられる場合には、カテーテルの遠位端は閉じられる。マンドリンには遠位端にボール等が設けられ、それによりペースメーカープローブの遠位端は突き抜けず、そして心臓組織は傷つけられ得ない。さらに、ペースメーカープローブの先端にはＸ線マーカーを設けてもよく、Ｘ線画像技術によって位置決めを調整できるようにしている。Ｘ線画像技術は、心臓の画像を直接プロデュースすることはできない。心臓の画像は、単に、血流をモデリングするコントラスト剤（造影剤）によって可能である。従って、心壁におけるペースメーカープローブの適切な位置決めを見出す唯一の方法は、心臓内への電流の分散であり、それで、壊死組織にはペースメーカープローブは設けられない。その結果、普通、適切な位置が見出されるまで心壁におけるペースメーカープローブを位置決めする幾つかの、多くの場合６〜８の試みが求められる。ペースメーカープローブの各位置決めの試み及びその後の引き抜きによって心壁は少し傷つくことになる。

コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）は、Ｘ線による層方向の撮像によって軟組織を画像処理することができ、それにより位置決めは良好にモニターされ得る。しかし、この場合には放射線の被曝は非常に多くなる。

磁気共鳴断層撮影法（ＭＲＴ）に適合した心臓ペースメーカーは、（例えばＢｉｏｔｒｏｎｉｋ社及びＭｅｄｔｒｏｎｉｃ社から）市販されている。ＭＲＴにより心臓ペースメーカーの機能性を損なわないために、心臓ペースメーカーにおいて磁気を帯びる部品は交換されそして回路はシールドされてきた。しかし、これらのＭＲＴ適合心臓ペースメーカー及びペースメーカープローブは、この目的のためにはＭＲＴ適合ガイドワイヤか又はＭＲＴ適合マンドリンが必要になるので、ＭＲＴ制御の下では挿入できない。金属製の現在のマンドリンは、導電率及び加熱作用の点からＭＲＴでは危険である。ＭＲＴ適合心臓ペースメーカーを受け入れている患者は、ペースメーカー移植後、数週間まではＭＲＴ検査を受けることができない。

心臓ペースメーカープローブの位置決めは、一ステップでＭＲＴイメージング（画像処理）の下で可能となり、心壁の組織及び壊死部位には心筋の活性及び電気的知覚性がもうないので、ペーメーカープローブを配置してはならない心壁の組織及び壊死部位を明瞭に表示するためである。このことは、心壁の組織が患者にやさしい方法で十分に保護され、そしてペースメーカープローブを配置するプロセスの持続期間が相当に短縮されることを意味している。例えばプローブを配置する必要のある除細動器でも同じことが言える。

放射線治療の一形態である近接照射療法では、放射線源は身体内に或いは放射線療法で治療することになるエリアの直近に配置される。近接照射療法は、子宮頚部、前立腺、胸部及び皮膚の癌性疾患に対する有効な治療法としてしばしば用いられる。また近接照射療法は、様々なその他の身体エリアにおいて腫瘍を治療するために用いられ得る。近接照射療法においては、挿入ロッドの先端に配置される放射線源、特にイリジウムは、放射線源が腫瘍自体には接触せずに、特に腫瘍の中心に位置決めされ得るように、末端の閉じたアプリケータに挿入される。イメージング法によって、腫瘍における可能な最良の配置が決められ、達成される。治療に必要な放射線量を決めるために、今日では通常、Ｘ線画像処理の下で、位置を繰り返し測定するのが普通である。

しかし、腫瘍の視覚化は、非常に多くの場合にＭＲＴによって非常に良好かつ正確に達成できる。それはＭＲＴが軟組織のさらに良好な表示及び軟部のより高いコントラスト（対照）をもたらすことによる。

ＷＯ２００７／０００１４８Ａ２には、カテーテルやカテーテル用のガイドワイヤのような医療機器を形成するのに役立つロッド形状体が記載されている。このロッド形状体は、一本以上のフィラメント及びこれらフィラメントを包囲する非強磁性マトリックス材から成っている。マトリックス材は、磁気共鳴断層撮影法の下でアーチファクト（人工物）を生ずる粒子のドーピングを受ける。

ＷＯ２００９／１４１１６５には、人体内又は動物の体内に挿置できそして器機本体を有する医療機器が記載されている。機器本体は、導電率が低く、マトリックス材によって形成される少なくとも一つのロット形状体と、複数の非金属フィラメントとを備えている。この医療機器は、Ｘ線マーカーとロッド形状体がドープされる点において区別され、医療機器はＭＲＴマーカーを備えている。

ＤＥ３４１７４７９Ａ１には、ＥＣＧ検査用のガイドマンドリンを有する静脈カテーテルが記載されている。ガイドマンドリンは、プラスチック組織被覆を備えた導電性金属ワイヤから成っている。

ＤＥ３５２６７３８Ｃ２には、中心をなす静脈カテーテルの位置をチェックする装置が記載されている。ここでは、金属ストランド（金属撚線）から成りそしてプラスチックで包まれたマンドリンが用いられる。

ＤＥ４１２４６０６Ａ１には、金属スパイラル（金属螺旋体）で形成したマンドリンが記載されている。

ＤＥ１０２００５０２２６８８Ａ１には、ジャケットを備え、このジャケットが内部に設けたコアより高い剛性をもつガイドワイヤが記載されている。

本発明の目的は、人体内の所定の部位に設けることができる医療装置を提供することにある。

本発明の別の目的は、曲げ剛性を変更できる医療装置を提供することにある。

本発明のさらに別の目的は、人体内及び／又は動物の体内に挿入中又は位置決め中にＭＲＴによって目に見えるようにする医療装置を提供することにある。

上述した一つ以上の目的は、特許請求の範囲に記載した特徴によって達成される。

人体内及び／又は動物の体内に挿置する本発明による医療装置は、近端部及び遠位端を備えた細長い管状のリードプローブと、リードプローブの近位端に形成される軸方向に延びる内腔内に開放する開口とを有し、リードプローブの遠位端は閉じられている。医療装置は、さらに、内腔を介してリードプローブ内に挿置したり外したりできるように構成される細長いコアを有し、コアは非金属フィラメント及びマトリックス材から成っている。

本発明に関連して、リードプローブは、人体内又は動物の体内に挿置できそしてコアを受けるように構成される細長い管状体として理解するべきであろう。このタイプのリードプローブは例えばペースメーカープローブの一部であり、或いは近接照射療法用のアプリケータとして用いられるホース又はカニューレとして構成され得る。

医療装置がペースメーカープローブとして実施される場合には、リードプローブは相応して可撓性又は剛性ホース又はカテーテルとして実行される。

医療装置が近接照射治療に用いるため実施される場合、リードプローブは、アプリケータとして、例えば近接照射治療用の剛性カニューレ又は可撓性プラスチックホースとして実行される。

本発明に関連して、コアは、リードプローブ内に挿置できる細長いロッド形状の化合物エレメントとして理解するべきであろう。コアは、マトリックス材で包囲される非金属フィラメントで形成され得る。必要に応じて、マーカー粒子は、コアを可視化するためにマトリックス材内に埋め込まれ得る。マトリックス粒子は、好ましくは、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ、ＰＥＢＡＸ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＵ、シリコーン、ポリ乳酸ポリマーのようなプラスチック材料である。フィラメントは例えばガラス繊維、セラミック繊維、Ｄａｃｒｏｎ （登録商標）、アラミド、ポリアラミド、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標）、或いは植物繊維（シルク、サイザル麻、麻繊維など）である。

先行技術から公知のペースメーカープローブ及び除細動器のプローブは、通常、ガイドワイヤ又はマンドリンを有している。

ガイドワイヤはしばしば金属コアを備え、マンドリンは、通常、ステンレス鋼又は任意の他の金属から成る。それら金属はＭＲＴに適合しない理由となる。

本発明による医療装置は、塑性体として実行したコアが可動に配置される内腔を備えたリードプローブからなる閉システム（クローズドシステム）を提供し、医療装置はＭＲＴ技術に対して適合できかつ安全である。

コアの直径は、好ましくは、リードプローブの内腔直径のほぼ７０％〜９５％である。空気で満たされるコアとリードプローブとの間の残る環状ギャップは、ＭＲＴによる可視化中にいかなる妨害人工物（画像中の黒点）を発生しないように小さくする。

本発明者は、驚くべきことに、コアとリードプローブとの間の小さなエアーギャップすなわち医療装置における空気を伴う残気量がＭＲＴイメージング処理に影響したりＭＲＴイメージング処理を妨げないことを見出した。前記事情により全ての人工産物を検出することはできなかった。

コアは好ましくは、リードプローブより高い曲げ剛性をもつ。このことは、リードプローブの曲げ剛性をリードプローブにおけるコアの軸位置によって大きく変えることができる理由である。

ペースメーカープローブの形態で実施し可撓性すなわち柔らかいリードプローブから成り、プローブに電極を設け、リードプローブより曲げ剛性の高いコアをリードプローブに設けた医療装置を提供することによって、挿置及び位置決め操作中の血管壁の配置に医療装置の遠位端を適用でき、そして組織における標的位置に選択的にアプローチできる。リードプローブは、特別に健康な心壁組織にペースメーカープローブを位置決めするために、コアによって真っすぐにすなわち硬くできる。

リードプローブが上述の機能を有する近接照射治療用の医療装置にも同じことが言える。この場合には、リードプローブはコアによって腫瘍組織内に慎重にガイドされる。

コアは、特にコアの長さの主要部分に亘って延びるＭＲＴマーカーを有するのが好ましい。ＭＲＴマーカーは、人体又は動物の体における医療装置の位置を検出できる。

これにより、ペースメーカー又は除細動器の移植中にＭＲＴにおける恒久的な視覚管理の下で作動することができる。このように、瘢痕組織は、ペースメーカープローブを挿し込むために健康な組織を局所的に食い止めるよう健康な組織と識別できる。

近接照射治療用に構成した、例えば、堅固なカニューレとして実施したリードプローブがＭＲＴマーカーを設けたコアを有する場合には、リードプローブの実施中にＭＲＴにおける恒久的な視覚管理の下で作動することができる。このようにして、放射線源を挿し込むのに腫瘍組織を局所的に制限するため、腫瘍組織は健康な組織と識別され得る。ここで、腫瘍組織は、体腔内、例えば子宮頸部、子宮又は膣内に、例えば気管又は食道のような体内腔内に、或いは血管内にもあり得る。これらの場合、リードプローブは、体腔や体内腔を通して挿置される。その他の場合、例えば肝臓や腎臓のような臓器における腫瘍では、リードプローブは皮膚又は組織を通して腫瘍へ侵入するようにガイドされる。

腫瘍組織のエリアにリードプローブを位置決めすると、コアは取り外してもよく、コアの代わりに放射線源がリードプローブ内に挿入される。このようにして、放射線源は腫瘍組織の直近に或いは直接腫瘍組織に位置決めでき、それにより放射線治療中の健康な組織が損傷するのを、可能な限り最小程度にされる。

近接照射療法においては、標的組織に局所的に重なるかもしれない、したがって目標管理の精度を低下させるＭＲＴアーチファクト（人工物）を生じさせることなしに、リードプローブからコアを引き抜くことによって磁気共鳴断層撮影の下で組織を分析できるのが有利である。それらの部位ではコアの引き抜き及び押し込みを繰り返すことによって、アプリケータ及び腫瘍を可視化するために交互に変わる方法でＭＲＴ画像を容易に撮影できる。固定して取付けたＭＲＴマーカーではこのような利点は得られない。

ＭＲＴマーカーと共にコアを取り外した際に、リードプローブ内の空気量が組織に重なる障害となる空気関連のアーチファクトを生じさせる場合には、いかなるＭＲＴマーカーも持たない別のコアを挿置することができ、これにより空気に関連したアーチファクトは除去される。単にプラスチックから成りそして（変位アーチファクトを除いて）自らアーチファクトを生じさせないリードプローブが用いられる場合では、医療装置の正確な位置決めのためＭＲＴに別のアーチファクトが形成でき、或いは必要に応じてＭＲＴマーカーを備えたコアとＭＲＴマーカーを備えないコアとを交換することによって、いかなるアーチファクトも（事実上）ない医療装置の位置に画像を形成できる。

さらに、医療装置には、リードプローブより曲げ剛性が高くしかもＭＲＴマーカーを備えたコアを設ける準備がなされ得る。

このようにして、上述した利点の組合せが達成される。

一例を挙げると、ペースメーカープローブを挿置するプロセスは、ペースメーカープローブ自体が確かなＭＲＴアーチファクトを生じない場合、すなわち確かなＭＲＴアーチファクトを再生できない場合に、モニターされ得る。その後、ペースメーカーの遠位端は、コアによって健康な組織のエリアにおいて真っ直ぐに又は固くでき、従って正確に位置決めできる。

種々の曲げ剛性のために、近接照射治療用の医療装置は、医療装置の挿置及び位置決め中に腔壁の配置に適応でき、そして腫瘍組織に配列されるまで、ＭＲＴマーカーによって視覚的にモニターすることができる。医療装置の遠位端が腫瘍組織の近くに又は腫瘍組織に位置する場合には、かかる遠位端は、コアによって真っ直ぐに又は固くでき、このようにして正確に位置決めできる。

以下、添付図面に示す実施形態によって本発明をさらに詳細に説明する。

リードプローブを示す縦断面図。 内部にコアを配置したリードプローブを示す縦断面図。 マトリックス材で包囲される非金属性フィラメントから成るコアの横断面図。 組織被覆マトリックスを含む図３に示すコアの横断面図。 組織被覆マトリックスに埋め込んだ幾つかの化合物エレメントから成るコアの横断面図。 組織被覆マトリックスに埋め込んだ一つの化合物エレメントから成るコアの横断面図。 磁気共鳴断層撮影法によって作成したテスト機器の画像を示す図。 磁気共鳴断層撮影法によって作成したテスト機器の画像を示す図。 コアなしのリードプローブを示す側面図。 先行技術によるステンレス鋼マンドリンを有するリードプローブを示す側面図。 本発明によるコアを有するリードプローブを示す側面図。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。

人体及び／又は動物の体内に挿置するための本発明による医療装置１は細長い管状リードプローブ２を有し、リードプローブ２は近端部３及び遠端部４を備え、リードプローブ２の近端部３には開口５が形成され、軸方向６に延びる内腔７内へ開放し、またリードプローブ２の遠位端は閉じられている。医療装置１は、さらに、内腔７を介してリードプローブ２内に挿置したり外したりできるように構成される細長いコア８を有し、コア８は非金属フィラメント９及びマトリックス材１０から形成されている。

以下、本発明によるコアの種々の実施形態について説明する。

コア８は、例えばエポキシ樹脂のようなマトリックス材に埋め込んだガラス繊維束１２又はガラス繊維ロービングから形成される少なくとも一つの細長いロッド形状の化合物エレメント１３を有している。ガラス繊維１２を設けることによって、高い曲げ及び捩り剛性をもつコア８が利用できる。

繊維は好ましくは、コア８の長さの大部分に亘ってそして特にコア８の全長に亘って延びている。繊維は好ましくはほぼ平行であるようにコア８内に延びている。

さらに、コアは、また、ガラス繊維１２に加えてアラミド繊維１１を含み得る。アラミド繊維１１はコア８の高い引裂強度をもたらす。

コア８におけるガラス繊維１２の量が多ければ多いほど、コア８の剛性及び曲げ剛性は高くなる。

コア８は、例えば、中心をなす１１Ｔｅｘアラミド繊維ロービング１１及び中心をなすアラミド繊維ロービング１１を同心円状に取り囲むかつ互いに等間隔に離間された五つの３３Ｔｅｘガラス繊維ロービング１２によって形成され得る（図３）。ロービングの代わりにヤーンも用いられ得るが、しかし比較的小径でも比較的高強度が達成できるので、ロービングの方が好ましい。かかる構成のコアの外径は０．３５ｍｍ〜０．３８ｍｍである。

代わりとして、１１Ｔｅｘアラミド繊維ロービングの代わりに、６．１Ｔｅｘアラミド繊維ロービングを用いることもできる。このような構成のコアの外径は約０．３４ｍｍ〜０．３６ｍｍである。

別の実施形態においてはまた、１１Ｔｅｘアラミド繊維ロービングの代わりに、中心をなす２２Ｔｅｘアラミド繊維ロービングを用いることができ、この２２Ｔｅｘアラミド繊維ロービングを取り囲む同心円状に七つの３３Ｔｅｘガラス繊維ロービングが等間隔に離間されて設けられる。かかる構成のコアの外径は０．４２ｍｍ〜０．４５ｍｍである。

さらに別の実施形態において、直径が約０．３５ｍｍ〜０．３８ｍｍのコア８は、約２００Ｔｅｘガラス繊維を含んでもよく、これらのガラス繊維は三つの６６Ｔｅｘガラス繊維ロービングの形態で組み込まれる。

比較的大径と比較的高強度とをもつ化合物エレメント１３は、多量のエポキシ樹脂及び多数の繊維を用いて製造され得ることは言うまでもない。

化合物エレメント１３は、ＷＯ２００９／１４１１６５又はＷＯ２００７／０００１４８Ａ２に記載されているロッド形状本体に従って構成でき、これらの文献の全てが参照される。

コアの表面には、製品の安全性を損ない得る外側へ突起したガラス繊維又はその他の非金属フィラメントが存在し得る。いかなる突起したフィラメントもない滑面を得るために、コアは、目標直径より幾分大径で製造され得、そして目標直径まで研削され得る。また、目標直径まで表面を研削することにより、標準ガラス繊維及びアラミドロービングが固有の配置を取得しかつ一定の結果として生じる外径を達成できるだけであるので、作成中の高い柔軟性がもたらされる。通常のロービングは単に特定の直径においてのみ利用できる。二つのロービングの標準サイズ間の直径をもつロッド形状本体が研削せずに製造される場合には、ロッド形状本体は、もっぱらマトリックス材から成りしかも非金属フィラメントによって補強されていない外層を備えている。これは理想的ではない。何故なら、外層の強度はロッド形状本体全体の剛性に特に高い影響を与えるからである。ロッド形状本体の直径はそれの剛性に四乗の影響を与える。

研削により、全横断面に一様に分布される非金属フィラメント及び任意の細かいインクリメント（増分）でロッド形状本体を製造できる。非金属フィラメントとマトリックス材、特にエポキシ樹脂との横断面積の比率は好ましくは６０：４０であり、これらの値は±１０だけ変動し得る。

コア８の直径を増やすためすなわちコアの外壁とリードプローブ２の内壁との間の空隙ギャップを減らすために、組織被覆マトリックス１４で上述のコアを入れる用意がなされ得る（図４）。組織被覆マトリックスは例えばＰＵで形成される。

コア８はまた、前述の幾つかの化合物エレメント１３で構成してもよく、組織被覆マトリックス１４に埋め込まれる（図５）。任意ではあるが、ＭＲＴによってコア８を可視化するために、マトリックス材内及び／又は組織被覆マトリックス内にマーカー粒子が埋め込まれ得る。好ましくは、エポキシ樹脂から成るマトリックス材１０に鉄微粒子がＭＲＴマーカーとして埋め込まれる。

鉄微粒子のサイズの下限は少なくとも１μｍ又は１０μｍ又は２０μｍ又は３０μｍ又は４０μｍである。一般に、粒子が大きければ大きいほど、それら粒子によって発生するアーチファクトはより顕著になり、ＭＲＴでの可視性は良好となる。鉄微粒子のサイズの上限は、１５０μｍ又は１００μｍ又は８０μｍ又は７０μｍ又は６０μｍ未満である。約１００μｍ及びそれ以上の大きな粒子サイズでは、プロセスはより難しく、それらをマトリックス材に均一に分布させることは容易ではない。微粒子のサイズは好ましくは、２０μｍ〜７０μｍの範囲であり、４０μｍ〜６０μｍの範囲が特に好ましい。

マトリックス材及び／又は組織被覆マトリックスに含まれたＭＲＴマーカー粒子に加えて、コアの遠端部に別個のＭＲＴ先端マーカーを設けることも可能であり、例えばコアの全長に亘ってアーチファクトの二倍又は三倍の幅を有するより幅広のアーチファクトをＭＲＴ画像に生成させる。かかる先端マーカーを設けることにより、コアの先端及び従って医療装置の遠位端はＭＲＴ画像において明瞭に識別することができる。ＭＲＴ画像において先端マーカーが見えない場合には、先端はＭＲＴ画像の可視化レイヤーに位置せず、レイヤーの調整が手直しされる。

ＭＲＴ先端マーカーは、例えばＭＲＴマーカー粒子を含む自己硬化性ポリマー溶液を施すことによって設けられる。硬化プロセスの後、ポリマー溶液は、好ましくは数μｍ〜数ｍｍまでの長手方向リージョンに亘って延びる層を形成する。この層は、単に、ロッド形状本体の端面に施してもよく、それで長手方向範囲は層厚さに対応している。しかしまた、この層はロッド形状本体の側面に施してもよく、長手方向範囲は好ましくは５ｍｍ未満そして特に３ｍｍ未満である。ポリマー溶液は、例えばＰＥＢＡＸから成り得る。本明細書で記載した全てのＭＲマーカーはＭＲＴマーカー粒子として用いられ得るが、しかし鉄マーカー粒子が好ましい。

先端マーカーはコアのＭＲＴマーカーに追加で設けてもよく、それでＭＲＴイメージング法においてコアの先端の領域において残りの領域より顕著なアーチファクトを形成するようにしている。

単に連続してマークしたコア及び連続してマークしかつ先端マークしたコアをマークしていないコアの代わりに用いることによって、恒久的なＭＲＴ視覚管理の下で標的組織に又は標的組織内に医療装置を正確かつ理想的に位置決めするための最上級の柔軟性が可能となる。

コア８の横断面は、リードプローブ２の内腔７も円形であるので、ほぼ円形状である。リードプローブ２の内腔７の内径は、好ましくはコア８の外径より僅かに大きく、それでコア８は内腔７にリードプローブ２を介して殆ど摩擦なしに押し込むことができ、そしてコア８の外面とリードプローブ２の内面との間には単に最小のエアーギャップ（空隙）が形成されるだけである。

コア８の直径は、リードプローブ２の内腔７の直径の約６０％〜９８％又は７０％〜９５％又は８０％〜９０％である。ここで重要なことは、コア８の表面及び特にそれの遠位端がリードプローブ２の内腔７を通って容易に摺動することにある。この目的で、遠端部の先端は、先行技術で知られた方法により丸くされ得る。さらに、コア８の剛性は、近端部３か遠端部４まで殆ど均質である。代わりの実施形態では、コア８の遠位端の剛性は減少し得る。これは、コア本体を研削して当該部の外径を小さくすることで達成できる。

次に、リードプローブ２及びコア８を有し、人体又は動物の体内に挿置するようにされた医療装置１の種々の実施形態について説明する。

本発明の第一の実施形態によれば、医療装置１は、心臓ペースメーカー又は除細動器用の対応する電極（図示していない）を備えるペースメーカープローブとして実現され、リードプローブ２は管状カテーテルを形成し、それの遠位端４には対応する電極が取付けられている。かかるリードプローブ２は柔らかくて可撓性であるように実現される。リードプローブ２に設けられ得るコア８は、リードプローブ２より高い曲げ剛性を持つように構成される。この目的のために、ガラス繊維束は高い曲げ剛性を確保するので、これらガラス繊維束の最大比をもつコア８が用いられる。好ましくは、コアはまた高い引裂強度をもたらすアラミド繊維を備える。

これは、医療装置１の挿置及び位置決め中に医療装置１の遠位端４を血管壁の構造に適合でき、そして健康な心臓壁組織に近接して移動することができる。

かかるリードプローブ２の内腔７の直径は代表的には約０．４ｍｍであるので、コア
８の直径はそれ相応に適合させる必要がある。この形式のコア８は好ましくは組織被覆マトリックス１４なしのロッド形状の化合物エレメント１３だけから成る（図３参照）。

医療装置１の曲げ剛性は、健康な心臓壁組織にペースメーカープローブを選択的に位置決めするため、リードプローブ２に対してコア８を軸方向にシフトさせることにより変更することができる。

医療装置の別の実施形態によれば、コア８の曲げ剛性は、リードプローブ２の曲げ剛性にほぼ等しいか、或いはリードプローブ２の曲げ剛性より幾分低くなる。この実施形態によれば、コア８にはＭＲＴマーカーが設けられ、このＭＲＴマーカーは特にコア８の長さの大部分に亘って、或いはコア８の全長に亘って延びている。ＭＲＴマーカーは、人体又は動物の体内における医療装置１の位置を検出できる。コア８はガラス繊維から成り得る。ガラス繊維に加えて或いはまたガラス繊維の代わりとして、コアは、コアの引裂強度を高くするアラミド繊維を備え得る。

これにより、ペースメーカー又は除細動器プローブの移植中、ＭＲＴにおいて恒久的な視覚管理の下で作業できる。このようにして、リードプローブ２は、心臓壁の健康な組織に選択的にしかも安全に配置することができ、それにより瘢痕組織における誤配置や結果として必要になる再位置決めは避けられる。従って、医療装置１は通常一作動プロセスで正しく配置することができる。

本発明の別の実施形態によれば、コア８はリードプローブ２より高い曲げ剛性をもち、そしてＭＲＴマーカーも備える。

この結果、前述の利点が組み合わされることになる。このようにして、ペースメーカー又は除細動器プローブの移植中、ＭＲＴにおいて恒久的な視覚管理の下で作業でき、そして同時に血管壁の曲がりに応じてリードプローブ２の曲げ剛性を適応させることができる。このようにして血管の曲がりに追従でき、そして最終的に健康な心臓壁組織を検出することができる。従って、リードプローブ２の遠位端は、健康な心臓壁組織にペースメーカープローブを選択的に配置するために、固くされ得る。

堅固なコア８は非常に柔軟なリードプローブ２を使用できるようにする。このことは特に、リードプローブ２が恒久的に人体内に移植される場合に有利である。リードプローブ２が柔軟であればあるほど、身体形状又は血管形状及び任意の身体の動きに加わる能力により良く適合する。コアは好ましくはガラス繊維及びアラミド繊維から成る。

本発明の別の実施形態によれば、医療装置１は、近接照射治療用に構成される。この場合、リードプローブ２は好ましくは可撓性ホースとしてか或いは硬いカニューレとして構成される。

硬いカニューレには、例えば肝臓や腎臓のような臓器における腫瘍用に設けられる。ここでは、リードプローブは皮膚や組織を通して介在的に腫瘍にガイドされる。

可撓性ホースは、特に体腔例えば子宮頸部、子宮又は膣内に、或いは気管や食道のような体内腔に、もしくは血管に腫瘍組織がある場合に設けられる。

ＭＲＴにおいて恒久的な視覚管理の下で作業を実行できるという事実から、挿置プロセスはほぼ促進され、腫瘍組織は探り当てることができる。

近接照射治療用の医療装置の第一の実施形態によれば、リードプローブは硬いカニューレとして構成される。さらに、ＭＲＴマーカーを備えるコアが設けられる。これにより、リードプローブの移植中にＭＲＴにおいて恒久的な視覚管理の下で作業できる。このようにして、放射線源を挿入するため腫瘍組織を探し当てるために腫瘍組織と健康な組織とを識別することができる。

ここで、コアの剛性は小さな役割を果たす。しかし、コアが高い引裂強度を確保するアラミド繊維から成る場合には有利であり、それで、コアは高い引張応力でも操作中に引裂かれることがない。

リードプローブが腫瘍組織の領域に配列される場合には、コアは取除くことができ、放射線源がそれの代わりにリードプローブ内に挿置される。放射線源は、好ましくはイリジウムで形成される。従って、本発明による医療装置は、放射線源を腫瘍組織の直近に又は腫瘍組織に直接設けることができるようにし、それにより放射線治療中の健康な組織の損傷は考えられる最少とされる。

近接照射治療用の医療装置のリードプローブは、直径約０．８ｍｍ〜１．５ｍｍの内腔を備える。コアの直径はそれ相応に適合しなければならない。

かかる直径を有することにより、コアは、組織被覆マトリックスに埋め込みできる一つ以上のロッド形状の化合物エレメントによって形成できる。

近接照射治療用の医療装置の第二の実施形態によれば、リードプローブは可撓性ホースとして構成される。別の方法で特定しない限り、医療装置は近接照射治療用の第一の実施形態の特徴を備えている。

リードプローブに設けることのできるコアは、ここでは、リードプローブより低いか、同じ又は高い曲げ剛性をもつように構成される。この目的で、ガラス繊維束の割合が低い又は高いコア８が用いられ、ガラス繊維束の割合を高くすると、曲げ剛性は高くなる。コア８はまたアラミド繊維から成るのが好ましく、それにより引裂強度は高くなる。

医療装置の変更可能な曲げ剛性のため、医療装置は、医療装置を挿置しそして位置決めする際に腔の構造に適合させることができる。

本発明によれば、硬軟のリードプローブとコアとの任意の組み合わせが考えられ、これらのコアの曲げ剛性はリードプローブより高くか、同じ又は低くでき、そしてＭＲＴ又はＸ線で可視化するためのマーカー粒子が設けられ、或いはマーカー粒子を全て無しにもできる。ここで、例としてそれぞれの応用事例に対応するコアを開示している図３〜図６が参照される。

コアに関して医療装置用の剛性をもたらす必要がない場合には、医療装置は単にただ一つの化合物エレメントから成り得る（図６）。化合物エレメントは、リードプローブの内径に適合させるために、組織被覆マトリックスで包囲されている。化合物エレメントは、ＭＲＴマーカーを備える場合には、好ましくは、コアの縦軸の領域においてはコアに同心円状に配置され、それによりＭＲＴマーカーはコアの縦軸の周りの狭い領域に位置するようにされる。イメージングプロセスでは、ＭＲＴマーカーは、従来のＭＲＴシーケンスを用いて画像生成する場合には、対象物自体の領域を逸脱するアーチファクトを生じる。ＭＲＴマーカーがコアの中心に集中されるこの実施形態では、アーチファクトは、ＭＲＴで画像化される周囲の水分子に対する間隔ができるだけ大きくなるように、物理的にできるだけ小さくする必要がある。これは、コアが一方では良好にかつ局所的には限られた方法で識別できるが、しかし隣接する組織の表示に影響を及ばさない程度に広げられるためである。マーカー粒子がコアの中心に集中することによりそして空気が充填された環状ギャップ及びリードプローブ壁のために存在する本体において周囲の水分子に対する間隔のために、できる限り広くて従って腫瘍に対するピンポイントのアプローチのために最適化されるアーチファクトが得られる。

幾つかの化合物エレメントを用いる場合には、前述の理由で中心をなす化合物エレメントのみをＭＲＴマーカーでドープするのが得策であり得る。

ＭＲＴマーカーによるドーピングについては、ＥＰ１０１８７８６３２の対応する本文の一節が参照され、この文献は本文全体にわたって参照される。ＭＲＴマーカーによるドーピングの場合、ターゲットは、ａ）顕著なアーチファクトを得ること、及びｂ）局所的に限定したシャープなアーチファクトを得ることにある。アーチファクトが顕著になるほど、アーチファクトの幅は大きくなる。アーチファクトは主磁場に平行な方向において十分に強いが、対角方向ではあまり広がらず、これらのパラメータは相応して安定させるのが好ましい。

以下の効果は、リードプローブ及びコアを有する医療装置のアーチファクトの強度及び幅に影響する。
・ＭＲＴマーカーの集中が高ければ高いほど、アーチファクトはより顕著になり幅広になる。
・粒子が大きければ大きいほど、平行及び対角方向におけるイメージングプロセス間の安定は良くなる。それでも、粒子の分布は、極端に大きな粒子の場合には一様でなくなり、それにより一様なアーチファクトはもはや得られなくなる。粒子サイズは、化合物エレメント（ロッド形状本体）及び／又は医療装置の製造プロセスによって制限される。サイズが極端に大きな粒子はもはや製造ツールを通過できない。最適な粒子サイズは１μｍ〜１５０μｍの範囲である。粒子は好ましくは、少なくとも１μｍ、２μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ又は５０μｍのサイズである。メッシュ幅１５０μｍのスクリーンでふるいをかけた粒子で好結果が得られる。メッシュ幅が約８０μｍ〜１３０μｍのスクリーンも適切である。鉄粒子は２０〜１００μｍのサイズ、より好ましくは３０〜８０μｍのサイズ、そして最も好ましくは４０〜６５μｍのサイズが特に好ましい。
・多数のドープした化合物エレメントは、同じ又は一様な多量のマーカー粒子をもつ単一化合物エレメントよりもより顕著なアーチファクトを生じることになる。

先端マーカーアーチファクトのサイズ及び特に幅は、ＭＲＴマーカーの絶対的な適用量に依存している。

マーカー粒子又は化合物エレメントから周囲の水分子までの間隔は、アーチファクトの鋭さ及び強度に影響する。マーカー粒子と周囲の水分子との間隔が大きければ大きいほど、これら水分子における磁場の影響は弱くなる。言い換えれば、ＭＲＴマーカー粒子でドープした同心円状に配列した化合物エレメント１３の直径に対して医療装置の直径が大きければ大きいほど、発生するアーチファクトは一層制限され、そしてＭＲＴ画像における医療装置の合成画像はよりシャープになる。

これらの効果は、顕著でシャープなアーチファクトの前述の目的を達成するために、種々組合せて用いることができる。

ここで、一つの可能性は、中心をなす化合物エレメントを備えてコアを実現することすなわち医療装置の中心に近接して化合物エレメントを配列することにある。これにより、周囲の水分子の単に同程度の小さな層が、マーカー粒子をコアの外側に近接して周囲の化合物エレメントに又は医療装置の表面に配列する場合の厚い層に比べて、化合物エレメントにおける鉄粒子の影響の下にあるという利点がもたらされる。影響する水分子の層が厚くなればなるほど、結果として医療装置の画像及びアーチファクトは広くなり、それの実直径は大きな倍率を示し得る。コアがＭＲＴマーカー粒子を含む中心をなす化合物エレメントから成る医療装置の場合には、十分に強くてシャープなアーチファクトが得られ、それにより、画像の直径は医療装置の実直径より僅かながら大きくなる。

医療装置のこの構成は、医療装置の直近に位置する水分子における陽子においてマーカー粒子によって生じた磁場の影響に基づいている。

確実に制限されかつ局所に限定されるシャープなアーチファクトを得る別の方法は、ＭＲシーケンスの設定である。軟質ポリマーによって形成した組織被覆マトリックスでは陽子から派生するリラクゼーションエコーが検出され、周囲の水分子ではリラクゼーションエコーが検出されない場合、殆どはコアの実直径によってのみ制限される非常に鮮明な画像を得ることができる。これは、狭い標的エリアに、例えば癌によって影響されるエリアに医療装置の遠位端を位置決めする必要がある場合に好ましい。ＳＥＢＳで形成した熱可塑性エラストマー又はポリウレタン又はエポキシ樹脂のような硬質ポリマー材料は多数の陽子を備えるが、しかしこれら陽子のリラクゼーション（緩和）期間は、現在利用可能なＭＲシーケンス及びスキャナーでこれらを検出するには材料の剛性の結果、硬質ポリマーでは短すぎる。これら他と比べて硬質なポリマー材料に代えて、コアの組織被覆マトリックスとしては柔らかなポリマー材料も用いられ得る。軟質ポリマーでは、陽子はいくらか柔軟性があり、長いリラクゼーション期間を呈する。従って、それらは現在利用可能なＭＲスキャナー及びＭＲシーケンスソフトウエアを用いて検出できる。このためには、例えばＰＶＣやゴムが適切である。ゴム材料は架橋ポリマー鎖のために高安定性を呈するが、ゴム材料の陽子はなおとても長いリラクゼーション期間を有している。

本発明の範囲内において、マーカーで、特にまた他の形式のＭＲＴマーカー或いはＸ線イメージングプロセスにおいて目に見えるマーカーで別の化合物エレメントをドープすることもできる。さらに、アーチファクトの強度及び幅は、ＭＲＴマーカーの特性及び集結によって統制できる。

また、特にＰＵによって形成される組織被覆マトリックスにＸ線マーカーを設けるのが得策であり得る。Ｘ線マーカー用の適切な材料は硫酸バリウムである。別の適切な材料は、好ましくはサイズ１μｍ〜１００μｍ又は１μｍ〜５０μｍ又は１μｍ〜１５μｍのタングステン微粒子、或いは好ましくはサイズ１ｎｍ〜１０００ｎｍ又は１０ｎｍ〜１００ｎｍ又は４０ｎｍ〜６０ｎｍのタングステンナノ粒子で表される。

本発明の別の特徴によれば、医療装置は、ＭＲＴマーカーとＸ線マーカーとの両方を備え、このことはまたＷＯ２００９／１４１１６５に記載され、この文献は全体に亘って参照される。好ましくは、使用したＭＲＴマーカーは、パッシブ−ネガティブなＭＲＴマーカーである。パッシブ−ネガティブなＭＲＴマーカーは、常磁性、強磁性、フェリ磁性、反強磁性金属、合金及び金属化合物である。それらはプラスチックマトリックス（プラスチック母材）に好ましくは粒子として埋め込まれる。パッシブなＭＲＴマーカーは、好ましくは、以下の金属又は金属化合物である。コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、ルビジウム（Ｒｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）又は二酸化クロム（ＣｒＯ_２）、及び特に鉄（Ｆｅ）及び鉄酸化物（ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４）並びに例えばＦｅＰｔのような、これら金属の化合物又は合金。パッシブ−ネガティブなＭＲＴマーカーの濃度は、所望のシーケンスに対して可視でありそして少なくとも一つのＭＲＴシーケンスにおいて医療装置の良好な画像をもたらすが周囲の体組織のイメージングプロセスを重ねたり妨げたりしないように選択されることになる。

他方、考えられるＸ線マーカーは以下の金属又はその他の元素である。バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、オスミウム（Ｏｓ）、プラセオジム（Ｐｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、及び鉛（Ｐｂ）。これらの元素は元素形態で或いはまた例えば硫酸バリウムのような化合物でＸ線マーカーとして用いられ得る。

概して、Ｘ線マーカーは、磁気共鳴断層撮影プロセスにおけるイメージングプロセスにては如何なる影響も殆どない。しかし、それらは、Ｘ線検査法において、例えばＸ線によるコンピュータ断層撮影法又は蛍光透視プロセスにおいて明瞭に目で見ることができる。

幾つかのマーカーは基本的には、Ｘ線マーカーとパッシブ−ネガティブなＭＲＴマーカーの両方として用いることができ、イメージング機能はそれぞれの濃度に依存している。以下に詳しく説明するように、鉄は、磁気共鳴断層撮影法及びＸ線検査法の両方において画像信号を生成する。しかし、Ｘ線検査のために必要な鉄濃度は、磁気共鳴断層撮影法における画像を乱すように高い。Ｘ線マーカー及びＭＲＴマーカーの両方として使用できる全てのマーカーは、それらが磁気共鳴断層撮影法及びＸ線検査法のいずれとも干渉しないような濃度で用いられる。一般に、これらマーカーの濃度は、それらマーカーが磁気共鳴断層撮影法においてのみ画像信号を生成し、Ｘ線検査中には殆ど目に見えないように調整される。白金の場合には、同様な状況であるが、しかしこの場合には二つのイメージング法の結果の相違が顕著ではない。

Ｘ線マーカーは、化合物エレメント又はロッド形状本体に埋め込まれる粒子によって形成される。ロッド形状の化合物エレメントは、パッシブ−ネガティブなＭＲＴマーカーを含む同じ又は異なるＭＲＴマーカーを備え得る幾つかのかかるロッド形状の化合物エレメントを有し得る医療装置の一部である。このようなロッド形状の化合物エレメントは好ましくは、ＷＯ２００７／０００１４８Ａ２においてロッド形状本体として記載されるように構成される。これに関して、この文献が明示的に参照される。

ロッド形状の化合物エレメントは低導電率を有するように構成される。マーカーの粒子は基本的には良好な導電率を有し得る（例えば鉄粒子や白金粒子）。しかしそれらは、マトリックス材によって互いに分離され、しかも少なくとも１５ｃｍより長くそして好ましくは１０ｃｍ又は５ｃｍより短い導電体を構成しないような濃度で設けられるべきである。

通常は直径０．１ｍｍ〜０．７ｍｍ及び好ましくは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍのこのようなロッド形状の化合物エレメントを用いることによって、コアを種々ドープしたロッド形状の化合物エレメントで形成することによって、コアを種々のマーカーで容易に形成できる選択権をもってコアを容易に製造することができる。ロッド形状の化合物エレメントはコアを構築するため別の優れたマトリックス材（組織被覆マトリックス）に埋め込まれ得る。しかし、コアを形成するために、それらロッド形状の化合物エレメントを撚り合わせ、そしてマトリックス材及び／又は組織被覆マトリックスに入れることもできる。

この形式の組織被覆マトリックスは、フィラメントで補強されない被覆ポリマーから成っている。基本的には、目的は、できるだけ堅固であるようにコアを形成することにある。組織被覆マトリックスがイメージング機能をもたない場合には、コアは、非金属性フィラメント及びマトリックス材から成る複合材が組織被覆マトリックスより著しく高い剛性を備えているので、組織被覆マトリックスなしで単一のロッド形状本体で形成されるのが好ましい。

従って、少なくとも一つのＸ線マーカー及び少なくとも一つのＭＲマーカーから成るコアは、Ｘ線検査法及び磁気共鳴断層撮影検査法の両方において用いることができ、各場合に二つのマーカーの一方によるイメージングプロセスとすべて干渉せずに明瞭に目で見ることができる。

１ ：医療装置
２ ：リードプローブ
３ ：近端部
４ ：遠端部
５ ：開口
６ ：軸方向
７ ：内腔
８ ：コア
９ ：非金属フィラメント
１０：マトリックス材
１１：アラミド繊維
１２：ガラス繊維
１３：化合物エレメント
１４：組織被覆マトリックス

Claims (24)

1. 人体や動物の身体に挿置する医療装置であって、近端部と遠端部とを備えた細長い管状のリードプローブを有し、リードプローブの近位端に、軸方向に延びる内腔内へ開放した開口を設け、またリードプローブの遠位端が閉じられており、
   また内腔を介してリードプローブ内に挿入できるように構成された細長いコアを有する医療装置において、
   コアが、マトリックス材に埋め込まれる非金属フィラメントで形成されることを特徴とする医療装置。
2. コアの直径が、リードプローブの内腔直径の６０％〜９８％であることを特徴とする請求項１記載の医療装置。
3. コアの直径が、リードプローブの内腔直径の７０％〜９５％であることを特徴とする請求項２記載の医療装置。
4. コアが、リードプローブより高い曲げ剛性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の医療装置。
5. コアが、特にコアの長さの大部分に亘って延びるＭＲＴマーカーを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の医療装置。
6. コアの遠端部に、ＭＲＴマーカーを備えることを特徴とする請求項５記載の医療装置。
7. ＭＲＴマーカーが、以下の金属又は金属化合物；コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）、ルビジウム（Ｒｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）又は二酸化クロム（ＣｒＯ_２）、鉄（Ｆｅ）及び鉄酸化物（ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４）、又はＦｅＰｔの一つから成る微粒子又はナノ粒子で形成されることを特徴とする請求項５又は６記載の医療装置。
8. 前記微粒子が、サイズ１μｍ〜１５０μｍの鉄粒子であることを特徴とする請求項７記載の医療装置。
9. 前記鉄粒子は、サイズ２０μｍ〜７０μｍであることを特徴とする請求項８記載の医療装置。
10. 前記鉄粒子は、サイズ４０μｍ〜６０μｍであることを特徴とする請求項８又は９記載の医療装置。
11. ＭＲＴマーカーが、コアの中心の縦軸に沿って集中されることを特徴とする請求項５〜１０のいずれか一項記載の医療装置。
12. コアに同心円状に配置される細長い化合物エレメントに前記マーカーが設けられることを特徴とする請求項１１記載の医療装置。
13. 前記コアがＸ線マーカーを備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項記載の医療装置。
14. 前記Ｘ線マーカーは、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、オスミウム（Ｏｓ）、プラセオジム（Ｐｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、又は鉛（Ｐｂ）を含むことを特徴とする請求項１３記載の医療装置。
15. 前記Ｘ線マーカーは、硫酸バリウムを含むことを特徴とする請求項１４記載の医療装置。
16. 非金属フィラメントが、ガラス繊維、セラミック繊維、高弾性率ポリエステル繊維、アラミド、ポリアラミド、パラアラミド合成繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、及び／又は植物繊維で形成されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項記載の医療装置。
17. コアがアラミド繊維及びガラス繊維から成ることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項記載の医療装置。
18. コアが、各々マトリックス材に埋め込んだ非金属フィラメントで形成される一つ以上の細長い化合物エレメントによって形成され、化合物エレメントが組織被覆マトリックスに埋め込まれることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項記載の医療装置。
19. 前記マトリックス材の硬さが組織被覆マトリックスの硬さより高いことを特徴とする請求項１８記載の医療装置。
20. 前記マトリックス材がエポキシ樹脂で形成され、また組織被覆マトリックスがポリウレタン（ＰＵ）、ＰＶＣ又はゴムで形成されることを特徴とする請求項１８又は１９記載の医療装置。
21. リードプローブの遠位端に電極が設けられ、医療装置が心臓ペースメーカープローブを構成していることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項記載の医療装置。
22. 医療装置が、コアの代わりにリードプローブ内に挿入でき、ロッド形状本体が放射線源を備えていることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項記載の医療装置。
23. リードプローブが堅固な材料で形成されることを特徴とする請求項２２記載の医療装置。
24. リードプローブが可撓性材料で形成されることを特徴とする請求項２２記載の医療装置。

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