JP6814044B2 - 薬剤溶出性バルーンを有する画像ガイドされる治療カテーテル - Google Patents

Description

本願は、２０１４年６月１２日出願の米国特許仮出願第６２／０１１２７６号の優先権及びその利益を主張し、その出願の内容は、参照によって盛り込まれるものとする。

本開示の実施形態は、概して、医療装置の分野に関し、より具体的には、薬剤溶出性バルーンを利用する一体型治療イメージングカテーテルに関する。

血管内イメージングシステムは、例えば動脈のような人間身体内の病変血管の診断ツールとして、介入心臓学において広く使われている。さまざまなセンサが、カテーテルに配置され、身体内に位置付けられることができる。イメージングシステムの１つのタイプは、血管内超音波（「ＩＶＵＳ」）システムである。１つの例において、フェイズドアレイＩＶＵＳ装置が、複数のトランスデューサを有し、かかる複数のトランスデユーサは、血管に通され、イメージングされる領域へガイドされる。トランスデューサは、関心のある血管の画像を生成するために、超音波を放出する。超音波は、組織構造（例えば血管壁のさまざまな層）、赤血球及び他の関心のある特徴に起因する不連続性によって、部分的に反射される。反射波からのエコーは、トランスデューサによって受信され、ＩＶＵＳイメージングシステムに供給される。イメージングシステムは、デバイスが配置された血管の断面画像を生成するよう、受信された超音波エコーを処理する。イメージングデータは、その後、さまざまな血管異常を処置するために利用される。

バルーンカテーテル上の薬剤溶出性コーティング（Drug eluting coatings on balloon catheters、「ＤＥＢ」）は、血管のプラークを処置するために利用される。有効であるために、ＤＥＢコーティングは、血管の正しいロケーションに位置付けられ、血管内の狭窄病変に並置されるよう位置付けられる必要がある。ＤＥＢコーティングは有効であるが、より良く配置されるデバイス及びその技術のニーズがなおある。

本開示は、薬剤溶出性バルーン（「ＤＥＢ」）アセンブリを使用して、病変血管をイメージングし処置する装置、システム及び方法を提供する。１つの例示の実施形態において、本開示は、イメージング装置及びＤＥＢアセンブリを有する一体型治療及びイメージングカテーテルを記述する。ＤＥＢアセンブリは、薬剤溶出コーティングでコーティングされるその外側表面を有するバルーンアセンブリである。一般的な方法において、カテーテルが、患者の血管に挿入され、血管壁がイメージング装置によってイメージングされる。血管内の又は血管に沿った処置領域（例えば、病変、狭窄又は神経叢）の識別の後、ＤＥＢアセンブリが膨張され、それによって薬剤溶出コーティングを処置領域に適用する。適用後、処置領域及び薬剤溶出コーティングは、処置領域が十分にコーティングされたかどうかを判定するために、再びイメージングされることができる。処置領域が不十分にコーティングされていることが見つけられた場合、ＤＥＢアセンブリが再び膨張されて、薬剤溶出コーティングが処置領域と完全に接触するようにされる。

本開示の特定の実施形態による例示のＤＥＢイメージングカテーテルを示す図。 本開示の特定の実施形態による例示のＤＥＢイメージングカテーテルを示す図。 本開示の特定の実施形態による、図１のライン２Ａ−２Ａに沿って得られるＤＥＢイメージングカテーテルの近位接合部の例示の断面を示す図。 本開示の特定の実施形態による、図２のライン２Ｂ−２Ｂに沿って得られるＤＥＢイメージングカテーテルの近位接合部の例示の断面を示す図。 本開示の特定の実施形態による、図１のライン３Ａ−３Ａに沿って得られたＤＥＢアセンブリの例示の断面を示す図。 本開示の特定の実施形態による、図２のライン３Ｂ−３Ｂに沿って得られたＤＥＢアセンブリの例示の断面を示す図。 本開示の特定の実施形態による、図１のライン４Ａ−４Ａに沿って得られたＤＥＢカテーテルの遠位接合部の例示の断面を示す図。 本開示の特定の実施形態による、図２のライン４Ｂ−４Ｂに沿って得られたＤＥＢカテーテルの遠位接合部の例示の断面を示す図。 本開示の特定の例示の方法による患者の血管へのＤＥＢイメージングカテーテルの例示的な挿入を示す図。 本開示の特定の例示の方法による患者の血管にＤＥＢイメージングカテーテルの例示的な挿入を示す図。 本開示の特定の例示の方法による患者の血管にＤＥＢイメージングカテーテルの例示的な挿入を示す図。 本開示の特定の例示の方法による患者の血管にＤＥＢイメージングカテーテルの例示的な挿入を示す図。 本開示の特定の例示の方法による患者の血管にＤＥＢイメージングカテーテルの例示的な挿入を示す図。 本開示の特定の例示の方法による患者の血管にＤＥＢイメージングカテーテルの例示的な挿入を示す図。 本開示の例示の実施形態による、図１２のライン６Ａ−６Ａに沿って得られた薬剤溶出コーティング及び病変の例示の断面を示す図。 、本開示の例示の実施形態による、図１４のライン６Ｂ−６Ｂに沿って得られた薬剤溶出コーティング及び病変の例示の断面を示す図。

本開示の原理の理解を促進するために、図面に示される実施形態が参照され、特定の表現が同じものを記述するために使用されている。それにもかかわらず、本開示の範囲のいかなる制限も意図されないことが理解されるであろう。記述された装置、器具、方法の任意の変更及び他の変更並びにここに記述される開示の原理の任意の他の応用が、企図され、本開示が関連する分野の当業者であれば考えつくであろう。特に、一実施形態に関して記述される特徴、構成要素及び／又はステップは、本開示の他の実施形態に関して記述される特徴、構成要素及び／又はステップと組み合わせられることができることが充分に企図される。

ここに記述されるように、本開示の例示の実施形態は、患者内の病変血管に正確にアクセスし、病変血管を評価し、処置するために、その上に配置される薬剤溶出コーティングを有するＤＥＢアセンブリを有する一体型イメージングカテーテルに向けられている。イメージング装置は、例えばＩＶＵＳのようなセンシングモダリティ、光学コヒーレンストモグラフィ（「ＯＣＴ」）、光学音響検査及びスペクトロスコピーを実施するように動作可能なトランスデューサ又は光学デバイスでありうる。ある実施形態において、イメージング装置素子は、概して、側方監視イメージングのために装置の軸に対して垂直な方向に方向付けられることができ、他方で、他の実施形態は、バルーンアセンブリの前方の前方監視イメージングを提供する軸方向に向けられたイメージングセンサを用いることができる。更に、ここに開示される実施形態は、ＤＥＢアセンブリ上に薬剤溶出コーティングを提供し、ＤＥＢアセンブリは、ＤＥＢアセンブリの膨張時に、血管内の処置領域に薬剤溶出コーティングを適用する。

本開示の例示の一般的な方法において、ＤＥＢカテーテルは、患者の血管に挿入され、血管のルーメン内の処置領域が、イメージング装置によってイメージングされる。処置領域がイメージングアセンブリを通じて識別されると、ＤＥＢアセンブリは、処置領域に隣接して位置付けられ、第１の圧力で膨張される。バルーンが膨張されるに従って、薬剤溶出コーティングが処置領域に適用される。特定の方法において、薬剤溶出コーティングの初期の適用の後、イメージング装置は、薬剤溶出コーティング及び病変の並置（すなわち相対的な位置）を評価するために、処置領域を再びイメージングする。並置が不完全である（すなわち、薬剤溶出コーティングと処置領域の間に隔たりがある）場合、バルーンアセンブリは、隔たりを取り除くためにより高い第２の圧力で再び膨張され、その結果、薬剤溶出コーティング及び処置領域の完全な並置をもたらす。

図１及び図２は、本開示の特定の実施形態による例示のＤＥＢカテーテル１００を示す図である。図１は、電子的に作動するセンサ１１６（すなわちイメージング装置）を有するＤＥＢカテーテル１００を示し、図２は、ドライブシャフトによって回転されるセンサ１１７（すなわちイメージング装置）を有するＤＥＢカテーテルを示す。本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、センサ１１６は、固定され、ＤＥＢカテーテル１００の他の素子に対して相対的に移動することができず、センサ１１７は、後述されるようにそれがＤＥＢカテーテル１００の他の素子に対し中央シャフト１１４内部で長手方向に移動することができるように、回転可能であり、サイズ設計される。システムの構成要素は、本開示を通じて同じ参照数字によって言及されることができる多くの一般的な素子を有する。特定の例示の実施形態によれば、ＤＥＢカテーテル１００は、内側スリーブ１０８と、薬剤溶出コーティング１２０が位置付けられる外側スリーブとを有するＤＥＢアセンブリ１１０（すなわちバルーンアセンブリ）を有する。ＤＥＢアセンブリ１１０は、近位接合部１０６を通じて近位シャフト１０４に結合される。更に、ＤＥＢアセンブリ１１０は、遠位接合部１１２を通じて中央シャフト１１４に結合される。図示される実施形態において、中央シャフト１１４は、ＤＥＢアセンブリ１１０と検知装置１１６との間に延在する。ガイドワイヤルーメン１０３を規定する内側部材１０２は、カテーテルの先端１１８から、近位シャフト１０４、ＤＥＢアセンブリ１１０及び中央シャフト１１４の内部を通って、少なくともＤＥＢアセンブリ１１０の近位端部に延びる。

近位シャフト１０４は、ＤＥＢアセンブリ１１０を加圧流体システムに接続し、近位シャフト１０４内に延在する電気導体又は光学ファイバのような接続媒体２０８（図３−図４）が、ＤＥＢカテーテル１００の近位端部において、検知装置１１６を処理システム（図示せず）に接続する。特定の実施形態において、検知装置１１６は、３．１４の最大外側直径を有する超音波トランスデューサアレイであり、接続媒体２０８は、７つの個別の絶縁された電気導体を有する編組外面を有するマイクロケーブルである。他の実施形態において、接続媒体２０８は、光ファイバを有する。更に別の実施形態において、接続媒体２０８は、ＤＥＢアセンブリ１１０の全体の長さにわたって延在し、検知装置１１６と結合する。

処理システムは、一般には患者の外部にある。しかしながら、本開示は、このような実施形態に制限されない。本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、処理システムは、検知装置１１６から受信されるデータを使用する。検知装置１１６がイメージングシステムの一部である場合、データは、画像を生成するために使用されることができる。ＤＥＢカテーテルが、患者の動脈を通って移動するに従って、画像が、医療専門家に対しリアルタイムに表示されることができる。これは、医療専門家が、患者血管の全体を通じて存在しうるさまざまな閉塞又は他の異常（すなわち処置領域）を見つけることを可能にする。特定の実施形態において、検知装置１１６は、圧力又はフローセンサでありえ、処理システムは、検知されたデータに基づいて血流予備量比の値を算出することができる。

図３及び図４を参照して、近位シャフト１０４は、プラスチック、ポリマ、金属又は他の可撓性材料で作られることができる。１つの例において、近位シャフト１０４は、遠位ポリマチューブに結合される金属近位部分を有することができ、遠位ポリマチューブは、カプリングに隣接してポリマチューブに埋め込まれる金属ワイヤを有し、チューブのスチフネスはより固い金属からより可撓性の高いポリマチューブへと遷移する。近位シャフト１０４は、それが血管に損傷を与えることなく患者の血管内を効果的に通ることができるように、可撓性に設計される。近位シャフト１０４は、特定の実施形態においてデュアルルーメンシャフトでありうる。デュアルルーメン近位シャフト１０４は、内側ルーメン及び外側ルーメンを有するアキシャルデュアルルーメンシャフトでありうる。

特定の例示の実施形態において、近位シャフト１０４は、２乃至４フレンチ（すなわち０．６７〜１．３３ｍｍ）のレンジの直径を有することができる。近位シャフト１０４の長さは、ＤＥＢアセンブリ１１０及び検知装置１１６が患者血管の十分に深い領域に到達することを可能にするように十分長い。例えば、近位シャフト１０４は、約１５０ｃｍの長さを有することができる。崩壊した状況において、ＤＥＢアセンブリ１１０の最大外側直径は、約０．０４０インチである。

内側部材１０２は、ガイドワイヤ（図９に図示）を受容するようにサイズ設計されるガイドワイヤルーメン１０３を規定する。一実施形態において、ガイドワイヤルーメン１０３は、それが直径０．０１４インチのガイドワイヤを受容することができるように０．０１７インチの直径を有する。一般に、ガイドワイヤが最初に患者の血管に挿入される。それから、内側部材１０２がガイドワイヤを取り囲むように、カテーテルがガイドワイヤ上に配置される。ある例において、内側部材１０２は、近位シャフト１０４の先端１１８から近位端部まで、ＤＥＢカテーテル１００の全体の長さに延在することができる。このようなカテーテルは、オーバーザワイヤカテーテルと呼ばれる。ある例において、内側部材１０２は、短い距離に沿って延び、その後、ＤＥＢアセンブリ１１０の近位端部の近くの出口ポートにおいて、ＤＥＢカテーテル１００から出ることができる。このようなカテーテルは、ラピッドエクスチェンジカテーテルと呼ばれる。

内側部材１０２の長さは、カテーテルがガイドワイヤ上で始まるポイント（一般に先端）から、ガイドワイヤがカテーテルを出るポイントまで延在するに十分長い。こうして、長さは、ラピッドエクスチェンジカテーテルの場合は相対的に短く、オーバーザワイヤカテーテルの場合は相対的に長くなりうる。それにもかかわらず、この例では、中央シャフト１１４が、ＤＥＢアセンブリ１１０の遠位端と検知装置１１６との間に接続される。中央シャフト１１４は、ポリマ、プラスチック又は他の可撓性材料で作られることができる。中央シャフト１１４は、それが動脈に損傷を与えることなく患者の動脈内を効果的に通ることができるように、可撓性である。内側部材１０２は、中央シャフト１１４の内部を通って延びる。更に、詳しく後述されるように、接続媒体は、検知装置１１６から中央シャフト１１４を通ってＤＥＢアセンブリ１１０に向かって延びる。

図３は、本開示の１つの例示の実施形態によるＤＥＢカテーテル１００の近位接合部１０６の例示の断面を示す図である。近位接合部１０６は、ＤＥＢアセンブリ１１０の近位端部を近位シャフト（例えば図１の１０４）に接続する。特定の例によれば、近位シャフト１０４は、内側ルーメン２０４及び外側のルーメン２０２を有するデュアルルーメンシャフトである。近位接合部１０６は、更に、内側部材１０２、内側バルーンスリーブ１０８、及び接続媒体２０８が通る空間を有する。近位接合部１０６は更に、バルーン近位脚部２０６を有する。１つの見地において、バルーン近位脚部２０６は、薬剤溶出コーティング１２０が位置付けられるバルーン外側スリーブを形成する材料の延長である。

図４は、図２に示される実施形態の断面図を示す。図４の実施形態は、回転駆動ケーブルアセンブリとして形成される代替の接続媒体２０８'を有する。ケーブルは、内側駆動ケーブル２５２及び一連の電気導体又は光学ファイバ２５４を囲む外側シース２５０を有する。

近位シャフト１０４の外側ルーメン２０２は、近位シャフト１０４のための外部構造を提供する。内側ルーメン２０４は、外側ルーメン２０２より直径が小さく、外側ルーメン２０２内で軸方向に延びる。外側ルーメン内に、内側部材１０２、内側バルーンスリーブ１０８及び接続媒体２０８のための十分な場所があるように、内側ルーメン２０４のサイズが設計される。

この例示の実施形態において、内側ルーメン２０４は、ＤＥＢアセンブリ１１０に膨張流体をポンピングするために使用されることができる。こうして、本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、近位接合部１０６の内部の内側ルーメン２０４の端部は、膨張流体が内側ルーメン２０４を出てＤＥＢアセンブリ１１０に入る膨張ポートとして機能する。膨張流体はバルーン内側スリーブ１０８とバルーン外側スリーブとの間の空間に出て行き、こうして、バルーンを膨張させる。

バルーン内側スリーブ１０８は、膨張流体と、ＤＥＢカテーテル１００の内部の部分を通って延びる任意の構造との間で、特に障壁、接続媒体２０８及び内側部材１０２として働く。バルーン内側スリーブ１０８は、近位シャフト１０４の外側のルーメン２０２の内部に結合される。更に、バルーン内側スリーブ１０８は、内側部材１０２を有する。図５及び図６に充分に示されるように、任意の接続媒体２０８又は２０８がその中にフィットすることを可能にするための十分な空間２１２がスリーブ１０８と内側部材１０２との間にあるように、バルーン内側スリーブ１０８はサイズ設計される。この空間２１２は、ＤＥＢアセンブリ１１０の完全性に損傷を与えることなく接続媒体２０８又は駆動ケーブル２０８がフロートすることを可能にする。しかしながら、結合材料２１３（図５−図６）が、ＤＥＢアセンブリ１１０内の内側スリーブ１０８内の流体密閉領域２１２を規定するように、近位接続部１０６及び遠位接続部１１２内の空間を充填する。

１つの例において、内側スリーブ１０８は、２０気圧（「ＡＴＭ」）より大きい高圧動作に適したマルチレイヤ構造で形成される。ある実施形態において、内側スリーブ１０８は、例えば、１５乃至２５気圧のレンジの動作圧力に適するように構成される。一実施形態において、このレンジは、１７乃至２２気圧でありうる。別の実施形態において、このレンジは、１９乃至２１気圧でありうる。他のレンジもまた企図される。内側スリーブ１０８の材料特性及び構造は、高圧の適用下であってもＤＥＢアセンブリ１１０の長手軸に沿って大きな伸張なしに、それが高圧下で変形することを可能にする。ある実施形態において、内側スリーブ１０８を形成する材料は、高圧の適用下であっても、軸方向の圧縮及び伸張をほとんど許容しない。

一実施形態において、内側スリーブ１０８は、マレイン酸変性ポリエチレンの外側層に結合されるポリエチレン（「ＰＥ」）の内側層によって形成される。マレイン酸変性ポリエチレンの外側層は、ＰＢＡＸで形成されることができる近位シャフト１０４及び中央シャフト１１４のような、システムの他のコンポーネントに対するサーマル処理ボンディングにより良く適している。当業者には、近位シャフト１０４、中央シャフト１１４及び内側シャフト１０２は、それらが高い動作圧力下で変形しないように形成され、その一方、内側スリーブ１０８が、バルーンシステムの高い動作圧力下で弾力的に内方に意図的に変形するように設計されることが理解される。内側スリーブ１０８は、内側スリーブ１０８を通る接続媒体又は駆動ケーブルの動作を損なわない又は他のやり方でかかる動作と干渉することなしに、接続媒体２０８又は駆動ケーブル２０８'の周りに倒れるように形作られ構成される。内側スリーブ１０８は、高圧力条件が除去されると、その元の形状に弾力的に戻る。その元の形状への内側スリーブ１０８の戻りは、空間２１２内の圧縮ガスによって更に助けられることができる。

特定の実施形態において、様々なタイプの接続媒体が、内側部材１０２と内側スリーブ１０８との間の空間２１２に延在することができる。例えば、検知装置１１６、１１７が、外部システムによって処理されるべき電気信号を生成する場合、接続媒体２０８、２０８'は、電気信号を運ぶための導電性ワイヤを含むことができる。代替として、接続媒体は、光の形でそれらの信号を伝播するための光ファイバケーブルを含むことができる。ワイヤ又はケーブルの数は、検知装置のタイプ、及びデータが検知装置から外部処理システムへ伝送される態様に依存する。導電性ワイヤは、電力を検知装置に供給するために使用されることもできる。

検知装置が回転可能である場合（すなわち検知装置１１７）、接続媒体２０８'は、ドライブシャフトルーメンを含むことができる。１つの見地において、ドライブシャフトルーメンは、液体潤滑剤で満たされるプラスチックシース、例えばシース２５０を有することができる。潤滑剤は、プラスチックシースに沿って延在するドライブシャフトが、プラスチックシースの内部に対し摩擦の最小量を伴ってスピンすることを可能にする。

バルーン近位脚部２０６は、薬剤溶出コーティング１２０が位置付けられるバルーン外側スリーブの一部である（図１）。図３−図４に示すように、バルーン近位脚部２０６は、近位シャフト１０４の外側の周りにしっかりとフィットするように設計される。バルーン近位脚部２０６は、さまざまなボンディング方法によって近位シャフト１０４の外側に結合されることができる。これらのボンディング方法は、サーマルボンディング及びレーザボンディングを含むが、これに限定されるものではない。

図３は、図１のライン３Ａ−３Ａに沿って得られるＤＥＢアセンブリ１１０の例示の断面を示す図である。或る例によれば、断面は、バルーン外側スリーブ１１９、バルーン内側スリーブ１０８、接続媒体２０８及び内側部材１０２を含む。薬剤溶出コーティング１２０は、例えば、プライマメインコート及びトップコートを使用してバルーン外側スリーブ１１９上に位置付けられる。薬剤溶出コーティング１２０は、特定の実施形態において、例えばパクリタキセル及び／又はエベロリムスでありうる。薬剤リリースレートは、本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、任意の臨床的に適切な薬剤溶出性バルーン上の任意のリリースレートに匹敵することができる。或る実施形態において、利用される薬剤は、身体中で生物分解され、特定の時間期間内に分解し、それによって、ステント術の必要を取り除く。ＤＥＢアセンブリ１１０のバルーンのサイズは、特定の実施形態において、直径は１ｍｍ−８０ｍｍのレンジであり、長さは５ｍｍ−３００ｍｍのレンジである。最終的に、本開示の利益を有する当業者によって理解されるように、本開示の実施形態によって利用されることができるさまざまな薬剤溶出性バルーンがある。

ＤＥＢアセンブリ１１０の直径は、近位接合部において、ＤＥＢアセンブリ１１０内へポンピングされる膨張流体３０２の量に依存する。非膨張性バルーン材料の場合、バルーン直径は、特定の直径に固定される。一実施形態において、非従順のバルーンは、約１５ｍｍの作動長さを有し、０．５ｍｍのインクリメントで２．０乃至４．０ｍｍのレンジで拡張される直径において利用可能である。別の実施形態において、崩壊した状態のバルーンアセンブリの外側直径は、約０．０４０インチである。

ＤＥＢアセンブリ１１０の近位端部の近位シャフト１０４及びＤＥＢアセンブリ１１０の遠位端部の中央シャフト１１４は、独立したシャフトである。特定の実施形態によれば、ＤＥＢアセンブリ１１０の内部を通って延びる連続シャフトがない。そうではなく、ＤＥＢアセンブリ１１０の内部は、接続媒体２０８及び内側部材１０２（その中をガイドワイヤが延在することができる）のみを有する。これは、ＤＥＢアセンブリ１１０内の付加の柔軟性を提供する。更に、これは、バルーン内側スリーブ１０８と内側部材１０２との間の空間２１２内で、接続媒体２０８が自由にフロートすることを可能にする。図示される例において、バルーン内側スリーブ１０８の端部は、個々の近位及び遠位のカテーテル構成要素に対しシールされ、これによりマイクロケーブル２０８及び内側部材１０２を囲む流体密閉チャンバ２１２を形成する。ある例では、空間２１２は、空気又は他のガスで満たされることができ、他の例では、空間２１２は液体で満たされることができる。

上述したように、膨張流体は、ＤＥＢアセンブリ１１０が、例えば薬剤溶出コーティング１２０を病変、狭窄又は神経叢のような処置領域に適用するようなさまざまな医療タスクを実施するように適切にアラインされるとき、ＤＥＢアセンブリ１１０を膨張させるために使用される。こうして、バルーン外側スリーブ１１９及び薬剤溶出コーティング１２０の直径は、ＤＥＢアセンブリ１１０の膨張状態に基づいて変化する。バルーンが非従順である実施形態において、その直径は、特定のポイントまで拡大するだけである。バルーンの非従順の性質は、患者の動脈内における非常に大きな拡張を防ぐ。バルーン内側スリーブ１０８は、ＤＥＢアセンブリ１１０が膨張するとき、バルーン内側スリーブ１０８が接続媒体２０８上にあまりに大きな圧力を加えないように、完全性によって設計される。

図４は、本開示の一実施形態によるバルーンカテーテル１００の遠位接合部１１２の例示の断面を示す図である。特定の例によれば、遠位接合部１１２は、バルーンの遠位端において、ＤＥＢアセンブリ１１０を中央シャフト１１４に接続する。遠位接合部１１２は、内側部材１０２、内側バルーンスリーブ１０８及び接続媒体２０８が延在する空間２１２を有する。遠位接合部１１２は更に、バルーン遠位脚部４０２を有する。図８は、回転駆動シフトアセンブリ２０８を有する同様の特徴を示す。ここに詳しく記述されない。さまざまなカテーテルのこれら及び他の代替の特徴に関する他の議論については、本発明の譲受人によって所有される米国非仮出願第１４／０９６，９８２号（「HIGH PRESSURE THERAPEUTIC AND IMAGING CATHETER」、２０１３年１２月４日出願）を参照されたい。その開示内容は、全体が参照によってここに盛り込まれるものとする。

上述したように、ＤＥＢアセンブリ１１０は、例えば動脈の閉塞又は病変のようなさまざまなタイプの処置領域を処置するために使用されることができる。ＤＥＢアセンブリ１１０が、患者の血管内に適切に位置付けられると、バルーン外側スリーブ１１９が、圧力を処置領域に適用するために膨張される。バルーン外側スリーブ１１９は、一般に、膨張流体によって膨張される。従って、膨張流体は、そのような流体が動脈に漏れる場合に患者に害が無いように、一般に食塩水である。膨張流体は、近位シャフト１０４の内側ルーメンを通じて、１５乃至２０気圧のレンジまでバルーンにポンピングされることができ、又は圧力レンジは、バルーンの材料特性に依存してより大きくてもよい。ＤＥＢアセンブリ１１０が膨張されるにつれて、薬剤溶出コーティング１２０は、処置領域と接触するように強いられる。適用されると、特定の実施形態において、薬剤溶出コーティング１２０は、例えばパクリタキセルのような抗増殖剤でありうるコーティング薬剤の維持されるリリースを提供する。適切に位置付けられる場合、薬剤溶出コーティング１２０は、コーティングと接触する血管組織への薬剤の高濃度の迅速なリリースとともに、血管壁全体への均質な薬剤移動を提供する。本開示によって提供されるイメージング素子を利用して、薬剤溶出コーティングと血管壁との間の接触が、バルーンカテーテルの除去前に確認されることができる。

更に、イメージング素子は、初期バルーン拡張プロシージャの間、血管内の正確な薬剤配置を判定するために、血管壁に対するバルーンの対抗を評価するために、及び拡張血管サイズを記録するために、利用されることができる。１つの見地において、イメージング素子は、バルーン及び関連する薬剤コーティングの配置のための正確なロケーションを決定し、例えば血管撮影法、蛍光透視及び圧力検知ガイドワイヤのような他のイメージング及び診断モダリティとデリバリシステムからの画像との相互位置合わせをして、血管内の適切なロケーションにおける正確な配置を確実にするために、血管を評価するために、バルーンデリバリの前に利用されることができる。更に他の見地において、あとから以前の血管内処置を利用する場合、デリバリシステムのイメージング素子は、血管又は病変への以前の薬剤分散のような特徴、ステント及び薬剤コーティングを含む以前の処置の範囲内又はそれに隣接した再狭窄、並びに血管壁に対する以前のステントの並置の評価、をイメージングすることによって、以前の処置の効果及び更なる処置のニーズを評価することができる。

或る例によれば、バルーン外側スリーブ１１９は、非従順のバルーンである。非従順のバルーンは、特定の直径まで膨張されるように及びその直径を超えては拡張されないように設計される。これは、バルーン外側スリーブ１１９があまりに多く拡張することを防ぐ。過剰な拡張は患者の血管に損傷を与えることがあるので、これは重要である。バルーン外側スリーブ１１９は更に、非常に大きい軸方向の圧縮に抵抗するように設計されることができ、これは、非従順のバルーン外側スリーブ１１９が所望であるより大きく拡張することを可能にしうる。更に、外側スリーブ１１９は、非常に大きい軸方向の延伸に抵抗するように設計されることができ、これは、バルーン外側スリーブ１２０が所望の直径まで拡張することを防ぐことができる。それにもかかわらず、図９−図１４に関して以下に詳しく記述されるように、薬剤溶出コーティング１２０は、処置領域に対するデリバリのために外側スリーブ１１９の周りに位置付けられる。ＤＥＢアセンブリ１１０は、薬剤溶出コーティング１２０を処置領域に適用するために膨張され、それによって、バルーンが収縮されたあと、薬剤溶出コーティング１２０が残る。

上述したように、検知装置１１６は、患者の血管内部をイメージングするために使用されることができる。様々なタイプの検知装置が使用されることができる。検知装置１１６の１つの例はＯＣＴ装置である。別の形態において、センサは、スペクトロスコピー又は光音響イメージングのために情報を収集することができる。検知装置１１６は更に、血管壁に向かって軸から外側に向けてではなく、血管の前方をスキャンする前方監視装置でありうる。

検知装置１１６は更に、ＩＶＵＳ装置でありうる。使用されることができる２つの一般的なタイプのＩＶＵＳ装置がある。第１のタイプの装置は、フェイズドアレイとも呼ばれるソリッドステート装置である。ソリッドステートＩＶＵＳ装置は、装置の外周の周りに分布される超音波トランスデューサのアレイを有するトランスデューサ構造体を保持する。トランスデューサは、トランスデューサコントローラの組に接続される。トランスデューサコントローラは、超音波パルスを送信し、エコー信号を受信するために個別のトランスデューサを選択する。送信−受信ペアのシーケンスをステッピングすることによって、ソリッドステートＩＶＵＳシステムは、可動部分なしに、機械的にスキャンされるトランスデューサ素子の効果を兼ね備えることができる。回転する機械構成素子がないので、トランスデューサアレイは、血管外傷の最小リスクを有して血液及び血管組織と直接に接触するように配置されることができる。更に、回転素子がないので、インタフェースが簡略化される。ソリッドステートスキャナは、簡単な電気ケーブル及び標準の着脱可能な電気コネクタを有するイメージングシステムに直接にワイヤ接続されることができる。

検知装置としてのトランスデューサアレイの例において、カテーテルシャフトを通って延在する接続媒体は、トランスデューサアレイと外部処理システムとの間でデータを通信する電気ケーブルを含む。接続媒体を含むワイヤ及びケーブルの数は、トランスデューサアレイのタイプに依存することができる。例えば、６４ビットアレイは、３２ビットアレイより多くのケーブルを使用することができる。更に、さまざまな多重化機能が、カテーテルシャフト通って延びるワイヤの数を低減するために使用されることができる。

ＩＶＵＳ装置の第２の一般のタイプは、回転装置（例えば検知装置１１７）である。典型的な回転ＩＶＵＳ装置は、可撓性ドライブシャフトの先端に位置する単一超音波トランスデューサ素子を含む。トランスデューサは、従来のプラナーＰＺＴタイプトランスデューサでありえ、又は、トランスデューサは、集束トランスデューサでありえ、例えば、集束音響コンピュータトモグラフィ（Focused Acoustic Computed Tomography、「ＦＡＣＴ」）を可能にする圧電マイクロマシン超音波トランスデューサ（「ＰＭＵＴ」）タイプの装置である。特定の実施形態において、トランスデューサは、ＤＥＢアセンブリ１１０の遠位に位置付けられ、他方、別の実施形態では、トランスデューサは、ＤＥＢアセンブリ１１０内の内側スリーブ１０８内に位置付けられる。更に別の実施形態において、ＤＥＢアセンブリ１１０及びトランスデューサが互いに対して移動可能であるように、トランスデューサは内側スリーブ１０８に沿って移動可能である。それでもやはり、いずれの実施形態においても、ドライブシャフトは、関心ある血管に挿入されるプラスチックシース内部で回転する。トランスデューサ素子は、超音波ビームが装置の軸に対して概して垂直に伝播するように、方向付けられる。流体充填シースは、超音波信号がトランスデューサから組織へ及びその逆に伝播することを可能にするとともに、回転するトランスデューサ及びドライブシャフトから血管組織を保護する。ドライブシャフトが回転するにつれて、トランスデューサは、超音波のショートバーストを放出するために高電圧パルスによって周期的に駆動される。同じトランスデューサが、さまざまな組織構造、バルーン及び薬剤コーティングから反射される戻りのエコーをリスンする。ＩＶＵＳイメージングシステムは、トランスデューサの単一回転の間に生じるパルス／取得サイクルのシーケンスから、血管断面の２次元表示を生成する。

回転アレイ（例えば検知／イメージング装置１１６）の例において、カテーテルシャフトを通って延在する接続媒体は、回転アレイを駆動するために使用されるドライブシャフト２５２（図４及び図６）を囲むプラスチックシース２５０を含むドライブシャフトルーメンを含む。更に、接続媒体は、トランスデューサアレイと外部処理システムとの間でデータを通信する任意の電気ケーブル２５４を含む。

図９−図１１は、本開示の特定の例示の方法によるＤＥＢカテーテル５００の患者への挿入を示す。ＤＥＢカテーテル５００は、ここに述べられる任意の差を除いてＤＥＢアセンブリ１１０及び検知装置１１６と実質的に同様であるＤＥＢアセンブリ５０２及びイメージング装置５０３をそれぞれ有する。ＤＥＢカテーテル５００の内側スリーブ５０４は、ここに述べられる任意の差を除いて、内側スリーブ１０８と実質的に同様である。内側スリーブ１０８に関して上述したように、ある実施形態において、内側スリーブ５０４は、２０気圧より大きい高圧能力を有し、これは、ＤＥＢアセンブリ５０２を非従順のポスト伸張に適したものにする。例えば、図９−図１３は、本開示の一実施形態により、血管内処置領域（例えば病変５０６）にアクセスし、血管内病変５０６を評価し、及び、薬剤溶出コーティング５０８を使用して血管内病変５０６を処置するための、ＤＥＢカテーテル５００の使用を示す。

図９は、患者の血管５１０へと進められるＤＥＢカテーテル５００を示す。最初に、ガイドワイヤ５１２は、血管５１０に入れられる。１つの見地において、約０．０１４インチの直径を有するガイドワイヤが利用されることができる。ＤＥＢカテーテル５００は、患者の血管５１０の中により深く、ガイドワイヤ５０２に沿って移動されることができる。血管５１０へのＤＥＢカテーテル５００の挿入の間、ＤＥＢアセンブリ５０２は、膨張されず、拡張されてない状態の小さい縦断面を維持する。ＤＥＢカテーテル５００の遠位端５１４は、血管５１０へのエントリ及び進行を容易にするように設計されることができる。例えば、遠位端５１４は、テーパ状でありうる。

図９に示すように、ＤＥＢカテーテル５００は、イメージング装置５０３及びＤＥＢアセンブリ５０２の遠位接合部５１６が血管５１０に入るまで、血管５１０に押し込まれる。それからＤＥＢカテーテル５００は、ＤＥＢアセンブリ５０２の近位接合部５１８が血管５１０に入るまで、血管５１０に更に押し込まれる。その後、ＤＥＢカテーテル５００は、近位シャフト５２０が血管５１０の外側及び患者の外側に延在する状態で、血管５１０に更に押し込まれる。

図１０は、患者の血管５１０内の病変５０６を通って移動するＤＥＢカテーテル５００を示す。イメージング装置５０３は、病変５０６を検出し評価するために使用されることができる。病変５０６は、近位端部５２５及び遠位端５３０を有し、近位端部５２５から遠位端部５３０までの長さＬ１をもつ。ＤＥＢカテーテル５００が血管５１０の中を通るに従って、ヘルスケア専門家は、血管５１０の健康を評価するためにイメージング装置５０３によって得られるデータを見ることができる。イメージングデータは、非限定的な例として血管内病変５０６のような或るタイプの血管内病変又は外傷があるかどうかを医師に知らせることができる。イメージングデータは更に、例えば非限定的な例として血管５１０の経路及び／又はねじれ、血管５１０内の壁の規則性又は不規則性、及び血管５１０囲内の血流についてのさまざまな特性のような他の脈管特性を伝達することができる。

病変５０６を視覚化する際、ＤＥＢカテーテル５００は、ＤＥＢアセンブリ５０２が病変５０６とアラインされるまで、血管５１０内を更に進められる。ＤＥＢカテーテル５００の遠位端５１４が病変５０６を通って進むに従って、イメージング装置５０３は、血管をイメージングすることを続けることができ、それによって、ＤＥＢアセンブリ５０２のロケーションの正確な評価をヘルスケア専門家に提供する。特に、イメージング装置５０３は、ＤＥＢアセンブリ５０２から固定の距離Ｄ１のところに位置付けられ、これは、ヘルスケア専門家が、所与の時間にイメージング装置５０３がイメージングしているいかなる血管内位置に対してもＤＥＢアセンブリ５０２を位置付けるよう、ＤＥＢカテーテル５００を固定の距離前進させる及び／又は引き戻すことを可能にする。

イメージング装置５０３は更に、病変５０６に隣り合うＤＥＢアセンブリ５０２の配置を容易にするために使用されることができる。図示される例において、病変５０６は、処置として縮小及びコーティングを必要とする血管内閉塞である。図１０及び図１１に示すように、イメージング装置５０３が病変５０６を通って進行するに従って、イメージング装置５０３によって伝達される画像データは、例えば非限定的な例として、病変５０６の長さＬＩ、病変５０６の管腔輪郭（例えば病変５０６の近位、隣接、遠位のところの血管５１０腔内直径）、及び病変５０６を通る血流の特性のような血管５１０内のさまざまな解剖学的な特性を、ヘルスケア専門家に知らせることができる。このイメージングデータを使用して、ヘルスケア専門家は、拡張されていないＤＥＢアセンブリ５０２及び上にある薬剤溶出コーティング５０８を病変５０６の範囲内に正確に位置付けるために、ＤＥＢカテーテル５００を適当な距離前進させることができる。特定の実施形態において、薬剤溶出コーティング５０８は、近位端部５３５から遠位端部５４０までの長さＬ２をもつ。ヘルスケア専門家は、薬剤溶出コーティング５０８の長さＬ２が、長さＬ１をもつ病変５０６を処置するのに適当かどうかを評価することができる。加えて、ヘルスケア専門家は、薬剤溶出コーティング５０８の直径が病変５０６を処置するのに適当であることを検証することができる。薬剤溶出コーティング５０８が、病変５０６を適切に処置するにはあまりに短く、あまりに長く、あまりに大きく、又はあまりに細長い場合、ＤＥＢカテーテル５００は、取り除かれ、正しいサイズの薬剤溶出コーティング５０８を保持するカテーテルと置き換えられることができ、それにより、病変５０６を完全にカバーするためのコーティングの不良を回避する。

図１１は、患者の血管５１０内の病変５０６の範囲内における、ＤＥＢアセンブリ５０２及び薬剤溶出コーティング５０８の拡張を示す。ヘルスケア専門家が、病変５０６の範囲内に適切にＤＥＢアセンブリ５０２及び薬剤溶出コーティング５０８を（拡張されてない状態で）前進させたのち、ヘルスケア専門家は、病変５０６によってもたらされる閉塞を緩和し及び薬剤溶出コーティング５０８を病変５０６に適用するために、ＤＥＢアセンブリ５０２を膨張させることができ、こうして、病変５０６のロケーションにおける血管５１０の新たな開通性を維持する。上述したように、これは、ＤＥＢカテーテル５００の近位シャフト５２０の内側ルーメンを通じて膨張流体をポンピングすることによって行われることができる。ＤＥＢアセンブリ５０２が、一般に１５−２５気圧のレンジの高い圧力の下で膨張されるに従って、薬剤溶出コーティング５０８は、拡張された状態を呈し、血管５１０の内側壁に対し病変５０６を平坦化し、それと同時に、病変５０６に付着する。

図１２は、病変５０６上への薬剤溶出コーティング５０８の初期適用の後の、病変５０６からのＤＥＢアセンブリ５０２の取り出しを示す。ヘルスケア専門家は、ＤＥＢアセンブリ５０２を収縮させ、イメージング装置５０３が薬剤溶出コーティング５０８より近位に位置されるまでＤＥＢカテーテル５００を引き戻すことができる。ヘルスケア専門家は、薬剤溶出コーティング５０８の拡張及び適用を評価するために、病変５０６及び薬剤溶出コーティング５０８に隣り合って現在位置付けられているイメージング装置５０３によって受け取られたイメージングデータを使用することができる。特に、イメージングデータは、ヘルスケア専門家が、血管５１０内の薬剤溶出コーティング５０８及び病変５０６の並置を評価することを可能にする。時には、図１２に示すように、ＤＥＢアセンブリ５０２／薬剤溶出コーティング５０８の初期拡張が、薬剤溶出コーティング５０８及び病変５０６の完全な並置を生じさせるのに不十分なことがあり、こうして、図１５に示すように空隙５５０を生じさせることがある。例えば、図示される実施形態において、薬剤溶出コーティング５０８は、血管５１０の壁５４５に対し病変５０６を完全にはコーティング又は圧縮していない。その代わりに、病変５０６は、部分的にもとのままであり、少なくとも部分的に血管５１０の中のフローを塞ぎ、又はそれが完全にはコーティングされていないのでその成長を続けることができる。イメージング装置５０３は、ヘルスケア専門家にイメージングデータを通じてこの情報を伝達することができる。

図１３は、病変５０６の範囲内へのＤＥＢアセンブリ５０２の再挿入及び再膨張を示す。薬剤溶出コーティング５０８及び病変５０６の並置を評価したのち、ヘルスケア専門家が、ＤＥＢアセンブリ５０２の拡張を増大し、空隙５５０を除去し、及び／又は病変５０６のプロファイルを一層低減させることを望む場合、ヘルスケア専門家は、ＤＥＢカテーテル５００を再び前進させ、薬剤溶出コーティング５０８及び病変５０６の範囲内にＤＥＢアセンブリ５０２を再び位置付けることができる。図１３に示すように、ＤＥＢアセンブリ５０２は、病変５０６に対し薬剤溶出コーティング５０８を一層拡張させるようにより高い圧力で再び膨張されることができる、それにより、並置を改善し、空隙５５０の存在を除去し及び／又は低減することができる。

例えば、初期膨張圧力が１７気圧である場合、次の膨張圧力は２０気圧でありうる。別の例において、初期膨張圧力が２０気圧である場合、次の膨張圧力は２５気圧でありうる。初期圧力及び次の圧力の間の他の変化が更に企図される。ある実施形態において、次の圧力は、予め決められたパーセンテージで初期圧力より大きくされることができる。例えば、一例を挙げると、次の膨張圧力は、初期膨張圧力より少なくとも２５％大きくされることができる。他の予め決められたパーセンテージの増加が更に企図される。ある実施形態において、ヘルスケア提供者は、処置装置の一層の拡張の所望の程度によって、初期圧力と次の圧力との間の変化量又は増分を選択することができる。

図１４は、病変５０６に対する薬剤溶出コーティング５０８の二次適用の後の、病変５０６からのＤＥＢアセンブリ５０２の取り出しを示す。ヘルスケア専門家は、ＤＥＢアセンブリ５０２を再び収縮させ、イメージング装置５０３が薬剤溶出コーティング５０８より近位に位置付けられるまで、ＤＥＢカテーテル５００を引き戻すことができる。ヘルスケア専門家は、薬剤溶出コーティング５０８と病変５０６との間の並置を評価するために、イメージング装置５０３によって受け取られたイメージングデータを使用することができる。イメージングデータが図１６に示すように（例えば適当な位置付けに加えて）完全な並置を示す場合（空隙５５０が除去されている）、ヘルスケア専門家は、血管５１０（及び患者の身体）からＤＥＢカテーテル５００を引き抜くことができる。

特定の他の実施形態において、図９−図１４に関して上述したように、ヘルスケア専門家は、正確な位置付け、再度の位置付け及び薬剤溶出コーティング５０８のリアルタイムの使用を検証するためのイメージングと組み合わされて、次第に増大される圧力でＤＥＢアセンブリ５０２を膨張させることができる。

図示しないが、或る代替の方法において、ＤＥＢカテーテル５００は、図２に示され上述されたように、回転イメージング装置（例えばセンサ１１７）を利用することができる。図２及び図９−図１４に関して、このような実施形態において、イメージング装置１１７が病変５０６をイメージングしたのち、イメージング装置１１７は、病変５０６に隣接する又は病変５０６の範囲内の静止位置に保持されることができる。ＤＥＢアセンブリ５０２及びイメージング装置１１７は、このような実施形態において互いに対し移動可能であるので、ＤＥＢアセンブリ５０２がイメージング装置１１７上に（及びイメージング装置１１７が病変の範囲内に位置付けられるので、病変５０６の範囲内に）位置付けられるように、ＤＥＢアセンブリ５０２は、イメージング装置１１７に対し移動されることができる。その後、ＤＥＢアセンブリ５０２は、ここに記述されるように拡張されることができる。ＤＥＢアセンブリ５０２が膨張される間、イメージング装置１１７は、ＤＥＢアセンブリ５０２によって移動され、それにより、薬剤溶出コーティング５０８及び病変５０６の並置をイメージングすることができる。並置が不完全であることが見つけられる場合、ＤＥＢアセンブリ５０２は、存在する空隙５５０を最小限にする及び／又は除去するための努力において、より高い圧力で一層膨張されることができる。イメージング及び一層の膨張プロセスが、必要に応じて繰り返されることができる。

本開示の更に別の実施形態において、距離マーカが、患者身体の外側に突出するＤＥＢカテーテルのシャフトに沿って位置付けられることができる。ここに記述される処置プロシージャの間、距離マーカの位置は、固定のコンポーネント（例えば、アクセスカテーテル、ルアーロック、その他）に対してビューされることができ、それにより、イメージング装置の以前の位置にＤＥＢアセンブリを持ってくるように上述した固定の距離ＤＥＢカテーテルを移動させることができる。他の実施形態において、距離マーカは、ＤＥＢアセンブリ自体に位置付けられることもでき、イメージング装置は、ＤＥＢカテーテルの必要な移動が決定されるように、距離マーカをビューするために使用される。更に別の実施形態において、蛍光透視は、カテーテルの外側に沿った放射線不透過マーカバンドをイメージングするために使用されることができる。

ここに記述される例示の実施形態は、例えば病変及び冠状動脈狭窄の処置を含むさまざまなアプリケーションにおいて利用されることができる。更に、例示のＤＥＢカテーテルは、腎除神経プロシージャのために使用されることができる。このようなアプリケーションにおいて、遅効性薬物が、薬剤溶出コーティングとして利用され、薬剤溶出コーティングは、３０−９０日持続し、神経を脱感作する。これは、神経に永久に損傷を与えることなく技法が高血圧を緩和するかどうか決定するためのトライアル手順を、患者に与える。代替のアプリケーションにおいて、遅効性薬剤溶出コーティングは、神経に永久的に損傷を与えて、それにより除神経を達成することもできる。本発明のこれら及び他のアプリケーションは、本開示の利益を有する当業者にとって明らかである。

例示の実施形態が図示され記述されたが、広範囲の変形、変更及び置き換えが、上述の開示において企図され、ある例において、本開示のある特徴は、他の特徴の対応する使用なしに用いられることができる。このような変更は、本開示の要旨を逸脱することなく上述したものの中で行われることができる。従って、添付の特許請求の範囲が広く及び本開示の範囲と合致するように解釈されることが適切である。

Claims (6)

1. 一体型治療及びイメージングカテーテルであって、
   ガイドワイヤルーメンを規定する内側部材と、
   前記内側部材上に位置付けられるバルーンアセンブリと、
   前記バルーンアセンブリ上に位置付けられる薬剤溶出コーティングと、
   前記内側部材上に位置付けられるイメージング装置と、
   を有し、
   前記イメージング装置及び前記バルーンアセンブリは、互いに対し移動可能である、
   カテーテル。
2. 前記イメージング装置が、血管内超音波トランスデューサ及び光学コヒーレンストモグラフィ装置の少なくとも一方を有する、請求項１に記載のカテーテル。
3. 前記イメージング装置及び前記バルーンアセンブリが、互いから固定の距離隔てたところに位置付けられる、請求項１又は２に記載のカテーテル。
4. 患者の身体又は前記バルーンアセンブリの外側に延在する前記カテーテルの少なくとも一部に位置付けられる距離マーカを更に有する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカテーテル。
5. 前記薬剤溶出コーティングがパクリテキセルを含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカテーテル。
6. 前記バルーンアセンブリが非従順である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカテーテル。

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