JP6537515B2 - 電動モータ制御を備える回転により開く式アテローム切除装置 - Google Patents
電動モータ制御を備える回転により開く式アテローム切除装置 Download PDFInfo
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Description
Joseph P. Higgins、アメリカ合衆国国民、ミネソタ州ミネトンカ市に在住、
Victor L. Schoenle、アメリカ合衆国国民、ミネソタ州グリーンフィールド市に在住、
Michael J. Grace、アメリカ合衆国国民、ミネソタ州ブルックリン・パーク市に在住、
Matthew D. Cambronne、アメリカ合衆国国民、ミネソタ州セント・アンソニー市に在住、
Robert E. Kohler、アメリカ合衆国国民、ミネソタ州レイク・エルモ市に在住。
本願は、2014年1月17日に出願され、「電動モータ制御を備える回転により開く式(Spin-to-Open)アテローム切除装置」と題された米国出願シリアル番号第61/928536号に基づく優先権の利益を主張する。
該当なし
発明の分野
本発明は、回転式アテローム切除装置を用いて、身体通路から組織を切断するため、例えば、動脈から動脈硬化プラークを切断するための装置および方法に関する。具体的には、本発明は、負荷を受けると、より大きな直径に開くように構成された伝動軸を備え、電動モータから伝動軸に与えるトルクが制御装置によって制御される回転式アテローム切除装置の改良に関する。
関連技術の説明
アテローム切除は、カテーテルの先端に取り付けた装置を用いて、動脈硬化プラーク(動脈壁の内側に蓄積した脂肪および他の物質の堆積物)を切除するまたは削り取ることによって、閉塞された冠状動脈または静脈移植物を開放する非外科的処置である。この応用目的のために、「研磨」という用語を用いて、アテローム切除ヘッドの粉砕動作および/または掻き取り動作を説明する。
一実施形態は、回転式アテローム切除システムに関する。この回転式アテローム切除システムは、回転により開く式(Spin-to-Open)細長い可撓性の伝動軸を備え、この伝動軸は、患者の血管系に挿入される遠位端と、遠位端と反対側に位置し、患者の血管系の外側に残される近位端とを有し、同心または偏心研磨素子を備え、この研磨素子は、好ましくは中実のクラウンであり、伝動軸に取り付けられ、伝動軸の遠位端に近接し、伝動軸の近位端に回転可能に連結された電動モータを備え、この電動モータは、伝動軸を回転により開く方向に回転させることができ、および、電動モータの回転を監視および制御するための制御電子装置を備える。いくつかの実施形態において、障害物が検出されると、モータに供給される電力が切断される。
電動モータによって回転可能に駆動されるアテローム切除装置が、開示される。この装置は、ガスタービン駆動システムでは利用できない機能、例えば、特定モデルの取手のために事前設定した低/中/高の回転速度をメモリ内に格納する機能、静脈に残留する生理食塩水の量の計算機能、生理食塩水の量が十分低いときの関連警告機能、および、モータの回転速度が変化したときに、静注ポンプの速度を所定レベルまたは計算レベルに自動調整する機能を含む。電気モータが同程度のガスタービンよりもはるかに高い回転慣性を有するため、システムは、伝動軸の遠位端に過度のトルクが加えられることによる損傷を防止するのに役立つ制御機構を含む。
(1)負荷イベント中に伝動軸が開くと、トルクを電動モータに伝達することができ、制御電子装置によってトルクをより正確に監視することができる。
第一に、実線のピーク値は、伝動軸の遠位端に印加される最大トルクである。この最大トルクが特定の値を超える場合、装置に損傷を与える恐れがあり、最悪の場合、患者の血管に損傷を与える恐れがある。図10に概略的に示されたガスタービンの場合、このピーク値が十分小さいため、実際に損傷を引き起こさないことは、分かった。図11に示された電気モータの場合、制御アルゴリズムは、このピーク値を図10に示したピーク値にまたはその以下に維持しようとする。そのトルク値は、タービンに問題を引き起こさないならば、電動モータに問題を引き起こさないことはないだろう。
Claims (17)
- 回転により開く回転式アテローム切除システムであって、
細長い可撓性の螺旋コイルに巻かれた伝動軸を備え、前記伝動軸は、患者の血管系に挿入される遠位端と、前記遠位端と反対側に位置し、前記患者の前記血管系の外側に残される近位端と、前記伝動軸を通る管腔とを有し、前記伝動軸の前記螺旋コイルは、高速回転時に前記伝動軸を回転により開く方向に回転させるよう構成され、前記伝動軸は、公称外径、公称長さおよび最大許容外径制限値を有し、前記伝動軸が障害物に遭遇するときに、前記外径は、増加し、前記長さは、減少し、
ガイドワイヤを備え、前記ガイドワイヤは、前記伝動軸の前記管腔内に並進および回転し、前記伝動軸が前記ガイドワイヤの周りに沿って並進および回転することを可能にするように構成され、
研磨クラウンを備え、前記研磨クラウンは、前記伝動軸に取り付けられ、前記伝動軸の前記遠位端に近接し、
電動モータを備え、前記電動モータは、前記伝動軸の前記近位端に回転可能に連結され、前記伝動軸を前記回転により開く方向に回転させることができ、
制御ユニットを備え、前記制御ユニットは制御電子装置を備え、前記制御電子装置は前記電動モータによって前記伝動軸に加えられた最大トルク制限値、前記電動モータに使用される最大電流制限値、および前記伝動軸の最小回転速度制限値を備えるように構成されるとともに前記電動モータおよび前記伝動軸の回転を監視および制御するように構成され、前記最大トルク制限値、前記最大電流制限値および前記最小回転速度制限値は、前記伝動軸の前記最大許容外径制限値に対応し、
前記制御電子装置は、負荷イベント中に前記伝動軸の前記外径が前記最大許容外径制限値に到達したときに、前記電動モータからトルクまたは電流誘起回転を前記伝動軸に伝達しないように、前記電動モータに供給される電力を切断する、回転により開く回転式アテローム切除システム。 - 前記電動モータに供給される電力が切断された後、前記伝動軸の前記外径は、前記公称外径に回復する、請求項1に記載の回転式アテローム切除システム。
- 前記電動モータは、取手の内部に収容され、
前記制御電子装置は、前記取手とは別体であって、前記取手に電気接続される制御ユニットの内部に収容されている、請求項1に記載の回転式アテローム切除システム。 - 前記制御ユニットは、性能仕様を格納するための内部メモリを含む、請求項1に記載の回転式アテローム切除システム。
- 前記制御ユニットは、外部起動制御と、電気モータ回転速度外部制御とを含む、請求項1に記載の回転式アテローム切除システム。
- 前記制御ユニットは、心臓電子除細動器と同時に動作可能である、請求項1に記載の回転式アテローム切除システム。
- 前記制御ユニットは、前記患者の前記血管系に生理食塩水の信頼できる送達を保証するボイド検出器を含む、請求項1に記載の回転式アテローム切除システム。
- 前記研磨クラウンは、前記伝動軸に取り付けられた偏心中実のクラウンを含み、前記伝動軸の回転軸から横方向にずれた質量中心を有し、
前記偏心中実のクラウンは、研磨外面を有する、請求項1に記載の回転式アテローム切除システム。 - 細長い可撓性の螺旋コイルに巻かれた伝動軸を備え、前記伝動軸は、患者の血管系に挿入される遠位端と、前記遠位端と反対側に位置し、前記患者の前記血管系の外側に残される近位端と、前記伝動軸を通る管腔とを有し、前記伝動軸の前記螺旋コイルは、高速回転時に前記伝動軸を回転により開く方向に回転させるよう構成され、前記伝動軸は、公称外径、公称長さおよび最大許容外径制限値を有し、
ガイドワイヤを備え、前記ガイドワイヤは、前記伝動軸の前記管腔内に並進および回転し、前記伝動軸が前記ガイドワイヤの周りに沿って並進および回転することを可能にするように構成され、
研磨クラウンを備え、前記研磨クラウンは、前記伝動軸に取り付けられ、前記伝動軸の前記遠位端に近接し、
電動モータを備え、前記電動モータは、前記伝動軸の前記近位端に回転可能に連結され、前記伝動軸を前記回転により開く方向に回転させることができ、前記伝動軸が障害物に遭遇するときに、前記外径は、増加し、前記長さは、減少し、
制御ユニットを備え、
前記制御ユニットは制御電子装置を含み、前記制御電子装置は、前記電動モータによって前記伝動軸に加えられた最大トルク制限値、前記電動モータに使用される最大電流制限値、および前記伝動軸の最小回転速度制限値を含むように構成されるとともに前記電動モータおよび前記伝動軸の回転を監視および制御するように構成される、回転により開く回転式アテローム切除システム。 - 前記最大トルク制限値、前記最大電流制限値、および前記最小回転速度制限値は、前記伝動軸の前記最大許容外径制限値に対応し、
前記制御電子装置は、前記伝動軸の前記外径が前記最大許容外径制限値に到達したときに、前記電動モータからトルク誘起回転を前記伝動軸に伝達しないように、前記電動モータに供給される電力を切断する、請求項9に記載の回転式アテローム切除システム。 - 前記電動モータに供給される電力が切断された後、前記伝動軸の前記外径は、前記公称外径に回復し、前記伝動軸の長さは、前記公称長さに回復する、請求項10に記載の回転式アテローム切除システム。
- 前記電動モータは、取手の内部に収容され、
前記制御電子装置は、前記取手とは別体であって、前記取手に電気接続される制御ユニットの内部に収容されている、請求項9に記載の回転式アテローム切除システム。 - 前記制御ユニットは、性能仕様を格納するための内部メモリを含む、請求項9に記載の回転式アテローム切除システム。
- 前記制御ユニットは、外部起動制御と、電気モータ回転速度外部制御とを含む、請求項9に記載の回転式アテローム切除システム。
- 前記制御ユニットは、心臓電子除細動器と同時に動作可能である、請求項9に記載の回転式アテローム切除システム。
- 前記制御ユニットは、前記患者の前記血管系に生理食塩水の信頼できる送達を保証するボイド検出器を含む、請求項9に記載の回転式アテローム切除システム。
- 前記研磨クラウンは、前記伝動軸に取り付けられた偏心中実のクラウンを含み、前記伝動軸の回転軸から横方向にずれた質量中心を有し、
前記偏心中実のクラウンは、研磨外面を有する、請求項9に記載の回転式アテローム切除システム。
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