JP6281041B2 - 医療機器 - Google Patents

Description

本発明は、医療機器に関する。特に本発明は、磁気共鳴断層撮影法により検出され得る医療機器に関する。

ＷＯ２００７／０００１４８Ａ２では、カテーテルやカテーテル用のガイドワイヤーなどの医療機器を形成するためのロッド型体が開示されている。このロッド型体は、一又はそれ以上のフィラメントと、当該フィラメントを囲う非強磁性体マトリクス材とから構成される。ＭＲＴアーチファクト（人為的な影響）を生成する粒子からなるドープ剤は、マトリクス材に導入される。

磁気共鳴断層撮影法（ＭＲＴ）や磁気共鳴映像法の詳細な説明は、インターネットのhttp:/en.wikipedia.org/wiki/MRTにて見つけることができる。

ＵＳ２００３／００５５４４９Ａ１は、バルーンカテーテルを示している。このバルーンカテーテルでは、強磁性体又は常磁性体材料から成る高分子材料からバルーンが形成されていることにより、磁気共鳴検査中にバルーンを視認することができる。

ＵＳ５，１５４，１７９では、例えば、押出プラスチックホースから形成されるカテーテルが開示されており、このプラスチックホースのプラスチック材には、強磁性体粒子が含まれている。磁気共鳴断層撮影法において、このカテーテルは視認可能である。さらに、かかるカテーテルに対して、Ｘ線を通さない材料を具備させることも示唆されている。好ましくはこれらのＸ線マーカーのために非鉄材料を用いる。

ＤＥ１０１ ０７ ７５０Ａ１では、磁気共鳴断層撮影法に適しているとされるガイドワイヤーが開示されている。このガイドワイヤーは、金属製のフロント部からなるコアを含む。非導電性のプラスチック材からなる複数のロープが、外側ジャケットとコアとの間に配置されている。このプラスチック材は、グラスファイバーやカーボンファイバーにより補強されるとされている。しかし、カーボンファイバーは、電気的に導体であるため磁気共鳴断層撮影法には用いることができない。

さらにＥＰ１ ２０６ ９４５Ａ１により知られている医療機器は、常磁性の金属化合物及び／又は常磁性金属を備え、これにより磁気共鳴映像処理中にこれら金属化合物及び／又は常磁性金属を視認することができる。

ＷＯ８７／０２８９３では、磁気共鳴影像法における画像強調とスペクトル強調のためのポリキレート物質が開示されている。これら物質は種々の錯体から成り、これら錯体には、金属イオン、特にガドリニウムイオン、が固定されている。

ガドリニウム（ＩＩＩ）錯体の緩和能は、Daniel Storchによる最初の論文の１．６．１章において説明されている。この論文のタイトルは、”Neue, radioaktiv markierte Magnet-Resonanz-aktive Somatostatinanaloga zur besseren Diagnose und zielgerichteten Radionuklid-therapie von neuroendokrinen Tumoren”, Basel, 2005である。ガドリニウム（ＩＩＩ）イオンの周辺にある水分子の常磁性緩和は、不対電子により生じた磁気共鳴映像装置の核スピンと変動する局所磁場との間の双極子間相互作用の結果である。常磁性中心、すなわちガドリニウム（ＩＩＩ）イオン周辺の磁場が、距離の増加により消滅する。そのため、プロトンを金属イオンの近傍に運ぶことが決定的となる。ガドリニウム（ＩＩＩ）錯体について、これは水分子が金属イオンの第１配位圏に運ばれることを意味する。これら“内圏”Ｈ_２Ｏ分子は周囲の水分子と置換され、このようにして常磁性効果を伝える。

ＤＥ１００ ４０ ３８１Ｃ１では、残留糖分と共にフルオロアルキル含有錯体が開示されている。これら錯体には常磁性金属イオンを具備させることができ、これによりこれら錯体は磁気共鳴映像法において造影剤として機能することができる。これら金属イオンは、特に、原子番号２１〜２９、４２、４４及び５８〜７０の元素の二価及び三価イオンである。適したイオンは、例えば、クロミウム（ＩＩＩ）、鉄（ＩＩ）、コバルト（ＩＩ）、ニッケル（ＩＩ）、銅（ＩＩ）、プラセオジム（ＩＩＩ）、ネオジム（ＩＩＩ）、サマリウム（ＩＩＩ）及びイッテルビウム（ＩＩＩ）イオンである。ガドリニウム（ＩＩＩ）、エルビウム（ＩＩＩ）、ジスプロシウム（ＩＩＩ）、ホルミウム（ＩＩＩ）、エルビウム（ＩＩＩ）、鉄（ＩＩＩ）及びマンガン（ＩＩ）イオンは、これらの強い磁気モーメントのため特に好ましい。

ＥＰ１ ８１８ ０５４Ａ１では、セルを作る目的でガドリニウムキレートの使用が開示されている。

ＵＳ６，４５８，０８８Ｂ１では、磁気共鳴映像法のために設けられたガイドワイヤーが説明されており、このガイドワイヤーはガラス体を有している。このガラス体には保護層が具備され、この保護層は高分子材料でなり更にファイバーを備えることができる。ガイドワイヤーの遠端部は、ニチノールなどの金属部から形成できる。この金属部は、磁気共鳴場の波長よりも明らかに短い長さにすべきである。

ＷＯ２００５／１２０５９８Ａ１では、ＰＥＥＫコアを有するカテーテルガイドワイヤーが開示されている。このコアには被覆剤が具備されている。この被覆剤には造影剤が具備されている。この造影剤は、１０μｍ未満の粒子サイズを有する鉄粉である。

ＷＯ９７／１７６２２では、非導電体を有する医療機器が開示されている。この非導電体には導電性材料からなる極薄被覆剤が具備されていることにより、画像に対して過度に影響を及ぼすことなく当該医療機器を磁気共鳴断層撮影処理時に視認することができる。

ＷＯ９９／０６０９２０Ａ及びＷＯ２００２／０２２１８６Ａのそれぞれでは医療機器用の被覆剤が示されており、この被覆剤は当該被覆剤中で錯体化された常磁性イオンを有している。当該常磁性イオンは、特に、ガドリニウムである。この被覆剤は、ＭＲＴ検査中に視認可能である。

本発明は、人間又は動物体内に挿入可能であり且つＭＲＴ検査中の使用に関して極めて用途が広い医療機器を提供するという目的に基づいている。

この目的は、クレーム１又は２の特徴を有する医療機器により達成される。

効果的な構成は、従属クレームにおいて示される。

本発明の第１の態様によれば、人間又は動物体内に挿入可能な医療機器が提供され、当該医療機器は、機器本体を有する。この機器本体は、不良導電性を有すると共にマトリクス材と非金属製のフィラメントとから形成されるロッド型体を少なくとも一つ有する。この医療機器は、ロッド型体がＸ線マーカーでドープされているという点と医療機器がＭＲマーカーを含むという点で区別される。

ＭＲマーカーと共にＸ線マーカーを提供することにより、この医療機器は、Ｘ線検査とＭＲＴとの両方において視認され得る。医療機器へのＸ線マーカーの導入は、適切なドーピングを有するロッド型体を使用することにより容易に達成される。かかるロッド型体は、有利な値段で且つマーカー粒子の正確な適用量で、種々のドーピング剤による大量生産品として生産することができる。医療機器の生産中、Ｘ線検査における医療機器の視覚化は、Ｘ線マーカーによる各ロッド型体を用いることにより確実にされ得る。

第２の様態によれば、本発明の医療機器は、人間又は動物体内に挿入されるように構成される。該機器は機器本体からなり、該機器本体は人間又は動物体と接触し得る表面を備えている。この機器本体の表面領域には、固定化されたアクティブ（活性化）ＭＲマーカーが具備されている。

アクティブＭＲマーカーは、水又は脂質（脂肪）分子中のプロトンと相互作用するマーカーであり、当該マーカーに隣接するプロトンが印加磁場によって誘発配向を経た際により速く緩和するという結果となる。マーキング処理により生じた緩和時間が減少した結果、強いＭＲＴ信号が得られ、これにより生成された画像では相応する高いコントラストがもたらされる。

マーカーによりドープされた少なくとも一つのロッド型体に関して機器本体表面上の固定化されたアクティブＭＲマーカーが用いられることにより、ＭＲＴにおけるアクティブＭＲマーカーの高いコントラストとパッシブマーカーの多方面にわたる適用分野とが簡単な方法により組み合わされる。アクティブマーカーは、Ｘ線とＭＲＴ検査の両方のために構成され得る。かかる医療機器は、それぞれにドープされたいくつかのロッド型体を有することが好ましい。

それらの表面上にアクティブＭＲマーカーを備える医療機器は、ＭＲＴ検査で用いられるシーケンスに対して極めて柔軟な適用分野を有し、また様々なシーケンスによるＭＲＴ検査において一様に視認可能である。

アクティブＭＲマーカーは、ガドリニウム、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなるグループからの元素又は元素の組み合わせ、或いは元素の化合物から成る。これら元素はイオンの形で、錯体中で結合され得る。しかしながらこれらの元素は、塩や合金の形でも存在し得る。

特に、ガドリニウムがアクティブＭＲマーカーとして用いられることが好ましい。この元素は、錯体、特にキレート錯体により固定化されることが好ましい。

かかる錯体は、機器本体の表面に対して共有結合されるか、若しくは膨張可能であって機器本体の表面上に形成される被覆剤に埋め込まれる。

錯体と機器本体表面の間にはスペーサが配置でき、これにより機器本体の表面から間隔をあけてアクティブＭＲマーカーが配置される。この手法により確実に、体液がマーカー上とその周囲を流れるようにでき、またＭＲマーカーの大部分が水及び／又は脂質分子のプロトンに近接するようにできる。

膨張可能であってＭＲマーカーを含む被覆剤が提供される場合、医療機器が人間又は動物体内に挿入される際に膨張可能な被覆剤により体液が吸収され、これにより水分子のプロトンは密接にＭＲマーカーと結合し、結果的に緩和時間を短縮する相互作用が生じる。

ここで、以下の図面に示した実施形態に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態によるガイドワイヤーの断面図を示している。 本発明の更なる実施形態によるガイドワイヤーの断面図を示している。 様々なマーカーが具備されている幾つかのロッドを備えた試験装置を示している。 ＭＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた試験装置により生成された画像を示している。 ＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた試験装置により生成された画像を示している。 ＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた試験装置により生成された画像を示している。 ＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた試験装置により生成された画像を示している。 ＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた試験装置により生成された画像を示している。 ＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた試験装置により生成された画像を示している。 本発明の更なる実施形態によるガイドワイヤーの断面図を示している。 本発明の更なる実施形態によるガイドワイヤーの縦断面を示している。 ＭＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた更なる試験装置により生成された画像を示している。 ＭＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた更なる試験装置により生成された画像を示している。 ＭＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた更なる試験装置により生成された画像を示している。 ＭＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた更なる試験装置により生成された画像を示している。 ＭＲＴ又はコンピュータ断層撮影を用いた更なる試験装置により生成された画像を示している。

以下、カテーテル用のガイドワイヤー１に基づき本発明が例示される。ガイドワイヤー１は、如何なるＭＲＴアーチファクトも生成しない材料から作られる。例えばこの種の材料は、ＰＥＥＫ、ＰＥＢＡＸ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＵ、シリコーン、ポリ乳酸ポリマー、芳香族ポリアミド又はメモリプラスチック材料などのセラミック又はプラスチック材料である。プラスチック材料は、特に、ファイバーにより補強される。上述のプラスチック材料とは別に、またエポキシ樹脂もマトリックス材として使用できる。ファイバーは、グラスファイバー、セラミックファイバー、Kevlar（登録商標）ファイバー、Dacron、又は植物系ファイバー（例えば、絹、サイザル麻、麻など）である。如何なるＭＲＴアーチファクトも生成しない材料は、導電部から離さなくてはいけない。この導電部の長さは、１５ｃｍ以下、特には１０ｃｍ以下又は５ｃｍ以下、とすべきである。これにより、石炭系やカーボンファイバーなどの導電性ファイバー、若しくは当該部が互いに十分に絶縁されていれば導電性ワイヤーを使用できる。これらは、強磁性、常磁性、フェリ磁性又は反強磁性の材料から形成してはならない。

ガイドワイヤーは、円形断面を備え、通常その直径は２ｍｍ以下（例えば、０．７ｍｍ）の細長体である。その表面２では、アクティブＭＲマーカー３がガイドワイヤー上に固定化されている。

アクティブＭＲマーカーは、水又は脂質分子などのプロトン含有媒体と相互作用するマーカーであり、このマーカーによって、印加磁場によるそれらの誘発配向の後、該ＭＲマーカーに隣接するプロトンのより速い緩和がもたらされる。かかるＭＲマーカーは、例えば、ガドリニウム、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなるグループからの元素又は元素の組み合わせ、或いは元素の化合物から成る。好ましくは、これら元素は、錯体、特にはキレート錯体を用いて固定化される。またこれらの元素は、塩として又は合金中にも存在し得る。

典型的なキレート剤は、ＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）、ＤＴＰＡ（ジエチレントリアミン五酢酸）、及びＤＯＴＡ（１、４、７、１０−テトラアザシクロドデカン−Ｎ，Ｎ’、Ｎ’’、Ｎ’’’−四酢酸）である。

基本的に、化学高分子（特に、ポリリシンやデンドリマー）又は生物高分子（タンパク質、糖、特にはデキストラン）が錯体として適している。

好ましい本実施形態では、ＭＲマーカーはガドリニウム（ＩＩＩ）キレート錯体であり、該キレート錯体は共有結合によってガイドワイヤー１の表面２に結合されている。好ましくは、スペーサ分子がキレート錯体と表面２との間に設けられ、これにより表面２から間隔をあけてＭＲマーカーが配置される。例えば、ポリエチレングリコールは、スペーサ分子として用いるのに適している。

キレートと、スペーサとポリマーで形成された機器本体との間における共有結合は、アミノ、四級アンモニウム、ヒドロキシル、カルボキシル、スルフィドリル、サルフェート、スルホニウム、チオール基、反応性窒素基など（いずれの場合もキレート剤及びポリマー用に）を介して実現することができる。

ガイドワイヤー１は、カテーテルを血管へ挿入するのに用いられる。ガイドワイヤー１を血管内へ挿入している間、ガイドワイヤー１の表面２は血液と接触することになる。血液は、表面２から間隔を空けて配置されているＭＲマーカー３上やその周囲を流れ、これにより水分子がＭＲマーカー３の大部分に付着する。ＭＲマーカーは、水分子と相互作用することにより、それらの緩和時間が減少する。ＭＲＴ検査において、これら水分子は高コントラストの信号を生成する。これにより、ＭＲＴにより生成された画像では、ガイドワイヤーがはっきりと視認できるようになる。ガイドワイヤー１の表面２上に固定化されたアクティブＭＲマーカー３により、全ての周知のシーケンス（例えば、Ｔ１強調、Ｔ２強調、グラジエントエコーシーケンスなど）において、一様なコントラストが確保される。パッシブ（受動）ＭＲマーカーを備えた従来の医療機器（例えば、ＷＯ２００７／０００１４８Ａ２）によれば、ＭＲＴを用いてこれらのマーカーを即座に検出することも可能である。しかしこのパッシブＭＲマーカーは、様々なシーケンスにおいて、様々な程度で言明される力線のかく乱をもたらす。そしてこれは多くの場合、ある種のシーケンスによると医療検査に使用できないような大きな又は小さな程度まで画像が乱れるという影響を及ぼす。従って、パッシブＭＲマーカーが具備された医療機器は、全てのシーケンスとは共に使用ができず、或いはパッシブＭＲマーカーの濃度が低すぎ又は高すぎて、ある種のシーケンスとはこれ以上視認不可能となり周囲の構造体をそれぞれ覆う過度に強い信号が生じてしまう。

上述のガイドワイヤーのようにそれらの表面上にアクティブＭＲマーカーが設けられた医療機器は、他の潜在的な物理的効果によって、パッシブＭＲマーカーを備えた機器に比べ、シーケンスに関してかなり柔軟な適用分野を有し、そしてまた、様々なシーケンスと共にＭＲＴ検査において一様に視認可能である。

図２は、本発明による機器の第２の好ましい実施形態を示しており、これもまた表面２を有するガイドワイヤー１である。ガイドワイヤーの本体は、第１の好ましい実施形態によるガイドワイヤーの本体と同様に構成されている。表面２には、膨張可能な被覆剤４が設けられている。かかる膨張可能な被覆剤は、例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）から形成される。かかる膨張能力を有する被覆剤については、ＢＡＳＦ ＡＧからのものが利用可能であり、特に商品名Colidone又はCollidoneが利用可能である。

アクティブＭＲマーカーは、膨張能力を備えた被覆剤に埋め込まれる。一例を挙げると、ガドリニウム（ＩＩＩ）キレート錯体がＭＲマーカーとして用いられる。

水性又は脂肪質の環境に浸されると、膨張能力を有する被覆剤４は水分子又は脂質分子を吸収し、これにより水又は脂質分子がアクティブＭＲマーカーに付着する。このＭＲマーカーは水又は脂質分子中に含まれるプロトンと相互作用し、これによりそれらの緩和時間が減少すると共にそれらをＭＲＴ検査中に視認することができる。

ガイドワイヤーの本実施形態は、如何なるシーケンスを用いてもＭＲＴで検出することができる。これによりこのガイドワイヤーは、ＭＲＴに対して、極めて柔軟な使用範囲を有する。

一般的にアクティブＭＲマーカーは、基本形又は自由形では有毒である。しかしながら、アクティブマーカーは、錯体において結合される場合、通常、人体又は動物体によっては十分に許容される。キレート錯体において結合コントラストが高いほど、ＭＲマーカーの錯化剤からの分離は低下し、従って基本的なＭＲマーカーが体液中へ自由に移動する危険性がある。本発明では、アクティブＭＲマーカーは各々の医療機器上に固定化されており、これにより検査後これらアクティブＭＲマーカーは当該機器と共に人間又は動物体から取り除かれる。従って、毒作用の点で、危険性は最小限である。

以上、本発明を二つのガイドワイヤーに基づいて説明してきた。しかしながら、本発明はガイドワイヤーに限定されない。本発明の範囲内で、人体又は動物体内に挿入可能な如何なる機器をも、本発明によれば機器本体の表面領域におけるアクティブＭＲマーカーを固定化することにより、これらが身体中のプロトンと相互作用し得るように実現することができる。かかる機器は、例えば、カテーテル、ステント又はインプラントである。好ましくは、機器本体は如何なるＭＲＴアーチファクトも生じさせない又は小さなものだけを生じさせる材料から形成され、これによりコントラストは主として表面領域に配置されたアクティブＭＲマーカーによって生じる。好ましくは、この種の材料はプラスチック材料、特にはグラスファイバー補強プラスチックである。これら材料は、セラミック材料やセラミックとプラスチックとからの複合材料であっても良い。

本発明の更なる態様によれば、医療機器にはＭＲ及びＸ線マーカーの両方が具備される。上述したような方法でアクティブＭＲマーカーがＭＲマーカーとして用いられることが好ましい。しかしながら、パッシブＭＲマーカーもまた使用することができる。パッシブＭＲマーカーは、常磁性、強磁性、フェリ磁性及び反強磁性の金属、合金、及び金属化合物である。これらパッシブＭＲマーカーは、粒子の形でプラスチック母材に埋め込まれるのが好ましい。パッシブＭＲ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。つまりパッシブＭＲマーカーは、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタニウム（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）、プラチナ（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）又は二酸化クロム（ＣｒＯ_２）、そして特に鉄（Ｆｅ）及び酸化鉄（ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｆｅ_３Ｏ_４）である。パッシブＭＲマーカーの濃度は、これらパッシブＭＲマーカーが所望のシーケンスと共に視認可能であって少なくとも一つのＭＲシーケンスにおいて医療機器を良好に再現し、そして本プロセスにおいて周囲の生体組織の結像を重ね合わせたり損わないように選定される。しかしながら、それらをより柔軟に使用するため、表面上に配置されたアクティブＭＲマーカーが好ましい。

しかしながらＸ線マーカーには、以下の金属や他の元素が用いられる。すなわち、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）、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）及び鉛（Ｐｂ）である。これらの元素は、基本形で又は硫酸バリウムなどの化合物中でも、Ｘ線マーカーとして用いることができる。

通常、Ｘ線マーカーは、ＭＲＴ処理中において画像化処理に対して影響を与えることは殆どない。しかしながら、Ｘ線検査では、例えばコンピュータ断層撮影又はスクリーニングでは、Ｘ線を用いることによりＸ線マーカーが容易に検出され得る。

幾つかのマーカーは、一般的にＸ線及びパッシブＭＲマーカーの両方に用いることができる。ここで画像化機能は、いずれの場合もその濃度に依存する。以下に詳細に説明するように、鉄はＭＲＴ及びＸ線検査の両方で画像信号を生成する。しかしながら、Ｘ線検査に必要な鉄濃度が高いため、ＭＲＴにおいては画像が乱される。Ｘ線及びＭＲマーカーの両方に用いることができるマーカーは、ＭＲＴ又はＸ線検査のどちらも乱さない程度の濃度にて用いられる。一般に、これらマーカーの濃度は調節されることにより、当該マーカーは磁気共鳴映像法のみ画像信号を生成し、そしてＸ線検査中に視認されることは殆どない。プラチナが用いられたとしても状況は同様であるが、ここでは二つの画像化方法間の効果の違いが特に際立つわけではない。

Ｘ線マーカーは、ロッド型体に埋め込まれている粒子から形成される。ロッド型体は、これら幾つかのロッド型体を有し得る医療機器の一部であり、該幾つかのロッド型体は、同じマーカーを或いはパッシブＭＲマーカーを含んだ様々なマーカーをも具備し得る。かかるロッド型体は、好ましくは、ＷＯ２００７／０００１４８Ａ２に記載されているように構成される。この内容については、当該文献を参照されたい。

ロッド型体は、非金属フィラメント及び各マーカーの粒子を囲うマトリクス材から形成される。好ましくは、このマトリクス材は、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ、ＰＥＢＡＸ，ＰＥ、ＰＰ、ＰＵ、シリコーン、ポリ乳酸ポリマーなどのプラスチック材である。フィラメントは、例えば、グラスファイバー、セラミックファイバー、Dacron、Kevlar（登録商標）、又は植物系ファイバー（例えば、絹、サイザル麻、麻など）である。

ロッド型体は、弱導電性を有するように構成される。基本的にマーカーの粒子は、良好な導電性を持ち得る（例えば、鉄又はプラチナ粒子）。しかしこれら粒子は、マトリクス材により互いに絶縁される程度の濃度で与えられる。また少なくともこれら粒子は、１５ｃｍ以上、好ましくは１０ｃｍ以下又は５ｃｍ以下の長さを有する導電体を形成しない。

通常、直径０．１〜０．７ｍｍ、好ましくは直径０．１〜０．３ｍｍを有するロッド型体を用いることにより、医療機器を簡易に製造することができる。かかる医療機器は、様々なドーピング剤を具備するロッド型体から形成することにより、様々なマーカーを備えるようにして簡単な方法で実現することができる。ロッド型体は、医療機器を形成するため、更に一次的なマトリクス材に埋め込まれ得る。ロッド型体は、編組によっても医療機器を形成することができる。

従って、少なくとも一つのＸ線マーカーと少なくとも一つのＭＲマーカーとから成る医療機器は、Ｘ線及びＭＲＴ検査の両方で用いることができる。また二つのマーカーの一つに起因する画像処理のかく乱を起こすこともなく、いずれの場合も明瞭にマーカーを視認できる。

図３には、様々な画像化方法において様々なマーカーを試験する試験装置を示している。この試験装置は、プラスチック板６上に配置された五つの試験ロッド５を備えている。試験ロッドは、それぞれ二液型エポキシ樹脂から形成される。一つの試験ロッド５／１は、エポキシ樹脂のみからなる。二つの試験ロッド５／２及び５／３は、タングステン粉末によってドープされる。更に二つの試験ロッド５／４及び５／５は鉄粉末によってドープされる。この鉄粉末は、the Roth companyから、商品名Eisenrothipuran及び番号３７１８．１として販売されている。この鉄粉末は、少なくとも９９．５％の純度を有する。粒子サイズは、４〜６μｍの範囲内にある。タングステン粉末は、Merck KGaA companyからのタングステン微粉末９９＋であり、番号１．１２４０６．０１００として市販されている。このタングステン粉末は、少なくとも９９．０％の純度を有する。粒子サイズは、２０μｍ未満である。このタングステン粉末は、常磁性である。試験ロッド５／２は、１０重量％のタングステン粉末を有する。試験ロッド５／３は、１重量％のタングステン粉末を有する。試験ロッド５／４は、１０重量％の鉄粉末を有する。試験ロッド５／５は、１重量％の鉄粉末を有する。

この試験装置は、（３７℃の水で満たされた）槽中に、少なくとも５ｍｍの厚さを持つ水層が試験装置の下部に存在し且つ少なくとも２５ｍｍの厚さを持つ水層が試験装置の上部に存在するように配置された。

この試験装置は、Ｔ１強調シーケンス（図４ａ、４ｂ）、グラジエントエコーＥＰＩシーケンス（図４ｄ）、Ｔ２強調シーケンス（図４ｅ）、及びグラジエントエコーシーケンス（図４ｆ）と共に、ＭＲＴ処理を施した。さらに試験装置は、Ｘ線検査（ＣＴ）（図４ｃ）を施した。

図面で明瞭に示したように、鉄粒子は、同等に低濃度としても、ＭＲＴ処理における実質的なアーチファクトの理由となり、これらアーチファクトは、鉄含有領域の周辺における画像をかく乱する影響を有することにより、当該画像は分析には役立たない。この点は、特に、グラジエントエコーシーケンスを用いたＭＲＴ検査に当てはまる（図４ｆ）。

しかしながら、試験ロッド５／２及び５／３が全くドープされていない試験ロッド５／１よりも高いコントラストを生じさせないことから、鉄よりも格段に高い原子番号を有するタングステンは、ＭＲＴ検査中に視認されることは殆どない。１０重量％のタングステン粉末を有する試験ロッド５／２は、Ｘ線検査中において良好に視認され得る（図４ｃ）。極低率のタングステンドーピングが施された試験ロッド５／３であっても、依然としてＸ線検査中に視認され得る。

基本的に、Ｘ線マーカーの元素は通常ＭＲマーカーの元素よりも高い原子番号を有することができ、また重複領域も存在する。プラチナ（原子番号７８）を除き、好ましいパッシブＭＲマーカーは、４６（パラジウム）より低い原子番号を有する。しかしながら、好ましいＸ線マーカーは、少なくとも５６（バリウム）の原子番号を有する。

この結果、ＭＲＴ及びＣＴの両方で視認され得ると共に画像において如何なるかく乱も誘発しない医療器具が実現される。

図５は、本発明による医療機器の更なる例を示し、該医療機器はガイドワイヤー１である。このガイドワイヤー１は、七つのロッド型体７、８を有する。中央ロッド型体７は、ガイドワイヤー１の中心に配置される。六つの放射状のロッド型体８は、中央ロッド型体７の周りに配置され、互いに等しく間隔が空けられている。全てのロッド型体７、８は、シージングマトリクス９に埋め込まれている。シージングマトリクス９の表面は、ガイドワイヤー１の表面を画定している。

上述したように、ロッド型体７、８は、非金属フィラメントを含むマトリクス材から形成されている。ロッド型体に関する上記説明は、特に明記しない限り、以下のロッド型体７、８にも適用される。

中央ロッド型体７は、放射状ロッド型体８よりも大きな直径を有する。この結果、中央ロッド型体７は、放射状ロッド型体８よりも高い剛性を有する。中央ロッド型体７はガイドワイヤー１の中央に配置されていることから、その高い剛性が医療機器全体の曲げ剛性に対する及ぼす影響は放射状ロッド型体８よりも小さく、これは中央ロッド型体７が医療機器の曲げ線上に配置されるためである。放射状ロッド型体８はより高い柔軟性を有し、このため放射状ロッド型体８は医療機器の曲げ剛性に対してそれほど大きな影響を及ぼさない。従って、適切な柔軟性を有する医療機器が得られる。

図５に示した実施形態は、結果として高い強度と柔軟性とを備えた極細のガイドワイヤーが得られるので非常に有利である。また放射状ロッド型体８の放射状配置によって、ガイドワイヤー１は高いねじれ剛性を有する。

さらに、医療機器の強度や柔軟性は、例えば中央ロッド型体無しで、ロッド型体の数を異ならせるまたは配置を変更することによって変更することができる。ガイドワイヤーの柔軟性は、必須の特徴であり、単独で様々な応用法に適応される。ガイドワイヤーの柔軟性は、中央ロッド型体及び／又は放射状ロッド型体の直径を変更しシージングマトリクスの組成を変更することにより変更され得る。医療器具が所望の強度と柔軟性を有するためには、シージングマトリクスによって、全てのロッド型体を完全に囲うようにすると好都合である。

放射状ロッド型体８は、中央ロッド型体７と平行に延びることができる。しかし、放射状ロッド型体８は、中央ロッド型体７の周辺にらせん状に配置することも可能である。

中央ロッド型体は、０．１〜０．４ｍｍ、好ましくは約０．２〜０．３ｍｍの直径を有する。中央ロッド型体は、例えば、タングステンのナノ粒子（粒子サイズは約４０〜５０ｎｍ）によりドープされる。

ロッド型体のマトリクス材に関するタングステン粒子の量は５０重量％である。本実施形態では、エポキシ樹脂を残りの５０重量％に与える。加えてこのロッド型体は、グラスファイバーから成る。

かくして、ロッド型体の製造時においてタングステンのナノ粒子は、エポキシ樹脂の流動性に対して有利な影響をもたらすことになる。非ドープのロッド型体は、エーロシルの添加にともなって押し出され、これにより流動性を向上させる。もしタングステン粒子が使用される場合、かかるエーロシルをエポキシ樹脂に添加する必要はない。かくして、粒子が小さいほど、エポキシ樹脂の粘度が向上することになる。

量の多いタングステン粒子では、これらタングステン粒子がＸ線及びＭＲマーカーの両方に作用する。マトリクス材に関するタングステン粒子の重量比率は、少なくとも１：２〜２：１とすべきである。タングステン粒子の量が多いほど、ＭＲマーカーのそれらの効果は良好となる。ＭＲマーカーのこの効果は、またロッド型体の大きさに依存し、従ってタングステン粒子の絶対量とタングステン粒子の粒子サイズとにも依存する。数μｍ〜約２０μｍの大きさのタングステン粒子は、図４ａ、４ｂ及び図４ｄ〜４ｆに基づいて上述したように、ＭＲマーカーとして適していない。タングステン粒子が小さいほど、ＭＲマーカーのそれらの効果は高くなる。かくして、マトリクス材に関するタングステン粒子の重量比率は、２：１〜３：１の範囲まで調節可能ということになる。

放射状ロッド型体８は、０．１０〜０．２５ｍｍ、好ましくは０．１５〜０．２０ｍｍの直径を有する。本実施形態では、一つの放射状ロッド型体８のみＦｅ_３Ｏ_４粒子によりドープされる。この粒子は、約４０〜５０ｎｍの粒子サイズを有する。この粒子は、１００ｎｍ以下、好ましくは６０ｎｍ以下のサイズを有すべきである。ドープされた放射状ロッド型体８では、Ｆｅ_３Ｏ_４粒子の１重量部が、マトリクス材の約１０〜３０重量部、好ましくは２０〜２５重量部に相当し、このマトリクス材は、再度エポキシ樹脂であることが好ましい。Ｆｅ_３Ｏ_４粒子はパッシブＭＲマーカーである。

本発明の範囲内において、ロッド型体を、他の濃度及び他の粒子サイズによる他のパッシブマーカーでドープすることも勿論可能である。一つのマーカーと共に、好ましくは様々な複数のマーカーと共に、二つ以上のロッド型体を提供することも可能である。ロッド型体の数、配置及び直径も変更可能である。

幾つかの様々なマーカーを一つのロッド型体に設けることも可能である。

本発明の範囲内において、上述の被覆剤の一つを備えると共にアクティブＭＲマーカーを含む表面にこのガイドワイヤーを設けることもまた可能である。

シージングマトリクス９は、熱可塑性エラストマー、好ましくはポリウレタン、特にはTecoflex（商標）又はMediprene（登録商標）である。

Mediprene（登録商標）は、熱可塑性エラストマーであり、主に医療目的で使用される。Medipreneは、スウェーデンのVTC Elastoteknik ABにより提供されている。Mediprene（登録商標）は、Mediprene（登録商標）TO34007を意味すると理解され、これはＳＥＢＳ（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン−エラストマー）から作られる熱可塑性エラストマーである。

図５に示した医療機器は、好ましくは、ロッド型体及びシージングマトリクスの同時押出により製造される。

様々なドーピング剤によるロッド型体の使用は、ガイドワイヤーに限定されない。様々なドーピング剤によるロッド型体は、カテーテル、ステント又はインプラントなどの他の医療機器にも使用され得る。

上記好ましい実施形態の一つによるガイドワイヤー１に柔軟な先端（図６）が具備されていることが好ましい。柔軟な先端１０は、軸方向のナイロンスレッド１１とポリウレタン体１２とからなる。柔軟な先端１０は、段階的にナイロンスレッドをコーティングすることで生成され、これにより柔軟な先端１０は、鈍い（丸い）先端として形成され得る。この柔軟な先端は、接着接合によりガイドワイヤー１の前面に結合される。この柔軟な先端１０は、上述したパッシブドーピング剤の一つによりドープされること及び／又はアクティブマーカーによりコーティングされることが好ましい。

好ましくは、ガイドワイヤー１の前面と柔軟な先端１０の対応接触面とが円錐形になるように研磨することにより、ガイドワイヤー１と柔軟な先端１０との間の接触領域が拡大される。

柔軟な先端１０は、また、二つの接触面を熱することにより、ガイドワイヤー１に結合することも可能である。柔軟な先端１０を化学溶媒で（例えば溶解グレードポリウレタンにおいて）可溶化することも可能であり、このようにして柔軟な先端１０をガイドワイヤー１に結合することもできる。例えば、ポリウレタンが柔軟な先端１０の材料として用いられる場合、適した溶媒は例えばＴＨＦである。柔軟な先端１０の材料としては、ポリウレタンに代えて、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ、ＰＥＢＡＸ、ＰＥ、ＰＰ、シリコーン、ポリ乳酸又はMediprene（登録商標）も用いられる。軸方向のポリマースレッドは、他の材料からも形成でき、例えば、ＰＥＥＫ、ＰＥＢＡＸ、ＰＥ、ＰＰ、シリコーン又はポリ乳酸から形成され得る。柔軟な先端は、軸方向のスレッドなしでも実現できる。

ナイロンスレッドは、マーカーによりドープされることが好ましい。このナイロンスレッドは、柔軟な先端１０の残りの材料のマーカーとは異なるマーカーによってドープされ得る。もしもスレッドなしの場合、柔軟な先端用の材料がマーカーによりドープされ得る。

図７ａ〜７ｅには、ＭＲＴ又はＸ線断層撮影を用いて生成された更なる試験装置を示している。

この試験装置によって、一方でロッド型体そして他方で水中のガイドワイヤーが検査された。

これらロッド型体は、一般的にグラスファイバーと共にエポキシ樹脂から構成される。以下の様々なロッド型体が検査された。

（Ｆ）直径０．１７ｍｍ；ドーピングなし
（Ｇ）直径０．１７ｍｍ；Ｆｅ_３Ｏ_４ナノ粒子によりドープ；ドーピング剤とエポキシ樹脂との重量比が１：２０
（Ｈ）直径０．２７ｍｍ；タングステンナノ粒子によりドープ；ドーピング剤とエポキシ樹脂との重量比が１：１
（Ｊ）直径０．２７ｍｍ；タングステンナノ粒子によりドープ；ドーピング剤とエポキシ樹脂との重量比が２：１

検査したガイドワイヤー１は、基本的には図５に示した構成を有し、この構成は、０．２７ｍｍの直径を有し、タングステンナノ粒子によりドープされた中央ロッド型体７と共に図５に基づいて説明されている。放射状ロッド型体８は、０．１７ｍｍの直径を有する。五つの放射状ロッド型体８はドープされていない。放射状ロッド型体８のうちの一つは、Ｆｅ_３Ｏ_４ナノ粒子によりドープされる。

下記のガイドワイヤーが検査された。

（Ｋ）ポリウレタンから生成されたシージングマトリクスであり；タングステンナノ粒子の中央ロッド型体のドーピング量は、エポキシ樹脂との関連において、１：１の重量比であり、一つの放射状ロッド型体８はＦｅ_３Ｏ_４によりドープされ、ドーピング剤とエポキシ樹脂との重量比が１：２０である；
（Ｌ）Mediprene（登録商標）から生成されたシージングマトリクスであり；タングステンナノ粒子の中央ロッド型体のドーピング量は、エポキシ樹脂との関連において、２：１の重量比であり、一つの放射状ロッド型体８はＦｅ_３Ｏ_４によりドープされ、ドーピングとエポキシ樹脂との重量比が１：２０である。

図７ａにはＴ１強調ＭＲＴシーケンスを示し、図７ｂにはＴ２強調ＭＲＴシーケンスを示し、図７ｃにはＭＲＴグラジエントエコーシーケンスを示し、そして図７ｄにはＭＲＴ Ａｎｇｉｏ ＴＯＦシーケンスを示している。図７ｅには、ロッド型体及びガイドワイヤーのコンピュータ断層撮影図を示している。

これら図面のいずれにおいても、非ドープのロッド型体Ｆは殆ど視認不可能である。試験装置における水の移動により、部分的に極低コントラストの跡が、ＭＲＴにおいて視認可能である。

Ｆｅ_３Ｏ_４によりドープされた放射状ロッド型体は、ＭＲＴ処理中、様々なコントラストによって視認できる。ＭＲＴグラジエントエコーシーケンス及びＭＲＴ Ａｎｇｉｏ ＴＯＦシーケンスにおいてはコントラストが高く、二つのＴ１及びＴ２強調シーケンスにおいてはコントラストが低い。タングステンナノ粒子によりドープされたロッド型体Ｈは、ＭＲＴに関して同様の結果を示し、この場合二つのＴ１及びＴ２強調ＭＲＴシーケンスとのコントラストはロッド型体Ｇのコントラストよりも良好である。さらにロッド型体Ｈは、コンピュータ断層撮影（Ｘ線検査）であっても、優れたコントラストを生じさせる。

タングステンナノ粒子（粒子サイズが、１００ｎｍ以下、好ましくは６０ｎｍ以下）によりドープされたロッド型体は、本発明の別個で独立した発想を示している。しかし、これは医療機器におけるかかるロッド型体の使用自体が、Ｘ線及びＭＲＴ検査の両方における医療機器の視覚化をもたらすからである。他のマーカーを使用することで、より良好なコントラストを達成することができ、部分的にはこれにより、更なるマーカーとの組み合わせは意味をなすが絶対に必要というわけではない。またタングステンナノ粒子も、ロッド型体において所定の濃度でＸ線及びＭＲＴ検査の両方において良好なコントラストを生じさせるという利点を有する。基本的にまた鉄粒子も、Ｘ線及びＭＲ検査の両方においてコントラストを生じさせるのに適している。しかし鉄粒子の場合、該鉄粒子がより高濃度で大きなアーチファクトを生じさせ、これがより大きい周辺領域において、画像に深刻なかく乱を生じさせるという問題点がある。ＭＲＴに適した低濃度では、鉄粒子はＸ線検査において視認されない。

さらに図７ａ〜７ｄから、ドープされたロッド型体とドープされたロッド型体を含むガイドワイヤーとが試験されたＭＲＴシーケンスにおいて全てはっきりと視認され得るということが分かる。

１ ガイドワイヤー
２ 表面
３ ＭＲマーカー
４ 膨張可能な被覆剤
５ 試験ロッド
６ プラスチック板
７ 中央ロッド型体
８ 放射状ロッド型体
９ シージングマトリクス
１０ 柔軟な先端
１１ ナイロンスレッド
１２ ポリウレタン体

Claims (17)

1. 人間又は動物体に挿入可能な医療機器であって、
   不良導電性を有すると共にマトリクス材と非金属フィラメントとから形成される少なくとも一つのロッド型体であって、該ロッド型体はパッシブＭＲマーカーによりドープされており、該ロッド型体はシージングマトリクスに埋め込まれている、前記ロッド型体
   を含む機器本体を含む上記医療機器において、
   上記機器本体には、固定化されたアクティブＭＲマーカーが表面領域に具備されており、該アクティブＭＲマーカーはキレート錯体により共有結合で該表面に固定化されていることを特徴とする、医療機器。
2. 人間又は動物体に挿入可能な医療機器であって、
   不良導電性を有すると共にマトリクス材と非金属フィラメントとから形成される少なくとも一つのロッド型体であって、該ロッド型体はパッシブＭＲマーカーによりドープされており、該ロッド型体はシージングマトリクスに埋め込まれている、前記ロッド型体
   を含む機器本体を含む上記医療機器において、
   上記機器本体には、固定化されたアクティブＭＲマーカーが表面領域に具備されており、該アクティブＭＲマーカーは膨張可能な被覆剤に埋め込まれていることを特徴とする、医療機器。
3. 上記医療機器はカテーテルまたはガイドワイヤーである、請求項１または２に記載の医療機器。
4. 上記ロッド型体は、０．１〜０．７ｍｍの直径を有することを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。
5. 上記ロッド型体は、タングステン粒子によりドープされ、該タングステン粒子は、ロッド型体のマトリクス材との関連において少なくとも５０重量％の比率でロッド型体に含まれることにより、上記タングステン粒子は、ＭＲマーカーとＸ線マーカーとを形成し、該タングステン粒子の粒径は１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の医療機器。
6. 上記医療機器は、追加のマーカーによりドープされた少なくとも一つの追加のロッド型体を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。
7. 上記少なくとも一つのロッド型体は、少なくとも二つの異なるマーカーによりドープされることを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。
8. 上記アクティブＭＲマーカーは、ガドリニウム、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムからなるグループからの元素又は元素の組み合わせ或いは元素の化合物を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。
9. 上記医療機器は、細長の導電部を有しないと共に非強磁性材から形成される
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。
10. 上記機器本体は、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）、プラチナ（Ｐｔ）、金（Ａｕ）及び鉛（Ｐｂ）などの元素又は元素を含む化合物から選択されるＸ線マーカーをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。
11. 上記パッシブＭＲマーカーは、常磁性、強磁性、フェリ磁性及び反強磁性の金属、合金、又は金属化合物から形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。
12. 上記パッシブＭＲマーカーは、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタニウム（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）、プラチナ（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）又は鉄（Ｆｅ）を含む金属、合金又は金属化合物を含むことを特徴とする請求項１１に記載の医療機器。
13. 医療機器は幾つかのＭＲマーカーを備え、該ＭＲマーカーは、様々なシーケンスに対して最適化されることを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。
14. 上記医療機器は、カテーテル、カテーテル用のガイドワイヤー、ステント又はインプラントであることを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。
15. 錯体が、機器本体に共有結合されている、請求項１に記載の医療機器。
16. 上記シーケンスが、Ｔ１強調、Ｔ２強調又はグラジエントエコーである、請求項１３に記載の医療機器。
17. ロッド型体は、０．１〜０．３ｍｍの直径を有することを特徴とする請求項１または２に記載の医療機器。

Images