JP6949936B2 - 心臓カテーテルのための高負荷で操縦可能なシャフトおよび方法 - Google Patents

心臓カテーテルのための高負荷で操縦可能なシャフトおよび方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本願は、米国仮特許出願番号第62/365,044号(出願日:2016年7月21日)の利益を主張し、この仮出願は、本明細書中に参照することで組み込まれる。
発明の背景
発明の分野
本発明は、概して、カテーテルのための装置および方法に関し、さらに具体的には、操縦可能(又は操作可能)(steerable)な心臓カテーテルのための装置および方法に関する。
関連技術の説明
構造的な心臓疾患のための進化し続ける経皮的な治療法(又は処置)に関して、後天的な疾患および先天的な疾患の両方の治療(又は処置)のための新たな機器(又はデバイス)が利用可能(又は入手可能)となってきている。患者の解剖学的構造への接近(又はアクセス)および治療具(又は治療法又はトリートメント(treatments))の配送可能性(又は実現可能性又はデリベラビリティ(deliverability))は、機器の主たる挑戦(又はチャレンジ)となり続けている。具体的には、心臓の解剖学的構造の特質や、送達される機器の大きな径(又は直径)があわさって、かかる挑戦を形成している。
心臓の解剖学的構造の複雑な構造は、問題として取り扱われなければならない。例えば、大動脈弁への接近(又はアクセス)のために、大動脈弓まで、そして大動脈弓の周囲まで追従(又はトラッキング)するとき;そして、隔膜に近づくとき、そして僧帽弁まで下って追従(又はトラッキング)するとき、または、大動脈弓を介して後退して近接(又はアクセス)を行うとき、心臓の解剖学的構造の複雑な構造は、問題として取り扱われなければならない。心臓のこれらの領域は、到達が難しく、なおかつ、カテーテルを用いて治療(又は処置)することが難しい。心臓のこれらの領域は、とても頻繁に、疾患となっていて、拡散し、曲がりくねった管(tortuous vessels)のみが到達する。
多くの心臓の治療(又は処置)の機器(又はデバイス)は、大きな径(又は直径)を有するが、これは、問題として取り扱われなければならない。治療機器の現行の世代は、従来の世代と比較して、寸法(又はサイズ)が小さくなってきているが、最小侵襲法で使用されている治療機器は、現在では、特に大動脈弁および僧帽弁の治療に関して、大半が径の大きな機器(又はデバイス)である。送達系(又はデリバリーシステム)の外側の直径(又は外測径)(OD)(outside diameter)を減少させることが、実際、望まれている。
既存の編物ベース(又はブレードベース(braid-based))の操縦可能なカテーテルが求められていて、このカテーテルは、厚い壁を有していて、それにより、撓む(deflections)間、シャフトの捩れ及び軸方向の圧縮が制限されるものである。典型的な機器は、以下のように構築されている。編物(又はブレード(braid))および/またはコイルで強化されたシャフトが、プルワイヤの配列を用いて作製され、このプルワイヤは、当該機器の遠位端に取り付けられていて、シャフトに沿って、当該機器の近位端まで、軸方向に配置され(又は流れ又は通され)ている。かかるプルワイヤは、編物の管を通して、又は編物の管の内部に配置されている(又は流れ又は通されている)。近位部位および中間部位については、比較的に硬い(又はハード(hard))ポリマー材料からシャフトが構築され、そして、曲がることが求められる部位では、より軟らかい材料が提供されている。典型的な金属ワイヤの編物および/またはコイルの強化材は、軸方向の幾らかの強度に伴って、半径方向の強度および捩れ耐性を管に与える。しかし、複合材のシャフトでは、ポリマー母材(又はポリマーマトリクス)の強度および硬度に依存して、大部分が軸方向の圧縮および捩れに抵抗するようになっている。単一の面での撓み(deflections)のために、プルワイヤまたは複数(又は多数)のプルワイヤが、管の一方の側部(又は側面)に下って配置されている(又は流れている又は通されている)。プルワイヤを引っ張るとき、引っ張る力によって、プルワイヤの側部(又は側面)において、管の長さが減少し、それによって、管が、その方向で、曲がるようになる。プルワイヤに対向する(又は反対側の)側部(又は側面)の材料は、圧縮に抵抗する傾向にあるが、撓み荷重(deflection load)に応じて、およびマトリクス材料の硬さに応じて、そして、ある程度まで強化材の量および強化材の向き(又は配向)に応じて、長さが減少してもよい。
2方向(又は2ウェイ)の操縦可能な機器(又はデバイス)は、第1ワイヤから、180度で第2プルワイヤを備えてよい。この場合、当該機器は、各ワイヤに荷重がかかると、単一方向の機器により、かなり同様にして、撓み(又は曲がり又はフレックスで曲がり(flex))、この撓みは、様々な方向(又は異なる方向)に各ワイヤが存在することによって、引き起こされる。活性(又はアクティブ)なプルワイヤに対向する(又は反対側の)ワイヤは、その近位端に対して、静止したままであるか、または、このワイヤは、撓み部位の側も縮むので、近位方向に動いてもよい、のいずれかであってよい。
撓み部位において、マトリックス材料が、より軟らかくなるほど、負荷(又はロード)または力(又はフォース)は、より小さくなる。これは、この部位を撓ませるプルワイヤにおいて要求されることである。しかし、撓み部位の材料が、より軟らかくなるほど、撓み部位は、さらに、捩れ易くなり、全体としてのシースとしては、軸方向に縮み易くなる。硬い機器がシースのルーメン(又は管)にある間にシースが撓むことが求められると、このシースは、当該機器の撓みが開始する前に、軸方向に縮む傾向にある。
操縦可能なカテーテルの内部にある硬い機器(又はデバイス)を曲げるための典型的な解決策は、カテーテルのマトリクス材料(又は母材の材料)の硬さを増加させること(これにより、マトリクス材料の厚みが増加する)およびカテーテルの強化材料の密度を増加させることである。カテーテルの撓み部位の材料の硬さを増加させると、より大きな駆動力が、シース自体を撓ませるために必要となり、駆動メカニズム(とりわけ、ワイヤの遠位端の取り付け部へのアクチュエータ)に張り(又はストレイン(strain))を与える。また、材料の厚みを増加させることによって、より大きな駆動力がもたらされ、より厚いシースの壁がもたらされる。より厚いシースの壁は、これが、限定された空間を占めるので、理想的ではない。また、強化材の材料の密度を増加させることは、壁の厚み及び駆動力に悪い影響を与え得る。
発明の要旨
本発明は、カテーテルのための操縦可能(又はステアブル(steerable))な機器(又はデバイス)を提供し、この機器は、概して円形の断面の中空の管(又はチューブ)を含み、この管は、金属(又はメタル)の支持構造(又はサポート構造)を含み、この機器は、向上した捩れ耐性および軸方向の剛性(stiffness)を提供するためのものである。支持構造は、1以上の規定された方向での運動を可能にするために配列させることができる。また、この支持構造は、当該機器への高い発動負荷(又はアクチュエーションロード(actuation loads))を伝達することができる関節システムのための留め(具)(又は係留(具)又は固定(具)又はアンカレッジ)または留め部位(又は係留部位又は固定部位又はアンカーサイト)を提供することができる。
図1は、2つの操縦面を有する操縦可能なカテーテルを示す斜視図である。 図2は、操縦可能なカテーテルのための操縦可能なシャフト部分の斜視図である。 図3は、操縦可能なカテーテルのための金属の操縦可能なシャフトの一部を拡大した側面図であり、このカテーテルは、真っ直ぐな状態(ストレートの状態)で示されている。 図4は、図3の金属の操縦可能なシャフトの拡大された側面図であり、カーブした状態(又は曲がった状態)で示されている。 図5は、第2の実施形態の金属の操縦可能なシャフトの拡大された側面図である。 図6aは、2本ワイヤの操縦可能なシャフトの側面斜視図である。 図6bは、1本ワイヤの操縦可能なシャフトの側面斜視図である。 図7aは、コイル状ワイヤの操縦可能なシャフトの側面斜視図である。 図7bは、コイル状ワイヤの操縦可能なシャフトの側面図であって、このシャフトは、第1方向に曲がる第1部分と、第2方向に曲がる第2部分とを含む。 図8aは、2ゾーンの操縦可能なシャフトの正面図であり、操縦ワイヤを示す。 図8bは、図8aの2ゾーンの操縦可能なシャフトの側面図である。 図8cは、図8aの2ゾーンの操縦可能なシャフトの斜視図である。 図9は、従来技術の操縦可能なカテーテルおよびハンドルアセンブリの側面図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の装置は、強化構造(reinforcing structure)または骨格(又は骨格構造又はスケルトン(skeleton))を含み、これらは、軸方向には硬いが、1またはいくつかの軸方向ではない方向(又は非軸方向)では可撓性(又はフレキシブル)であるように構築されるものである。強化の構造または骨格は、カットされた金属の管、成形されたワイヤ構造、または他の強化構造を含んでよい。例えば、カットされた金属の管は、レーザーカットの金属の管を含んでよい。強化の構造または骨格は、ヒンジ構造を含んでよく、このヒンジ構造により、少なくとも1方向にはフレックス曲げ(撓み)が可能となるが、この強化構造に軸方向の剛性(stiffness)を与える。特定の実施形態において、この強化構造または骨格は、様々な(又は異なる)ベンド(曲げ)位置において、様々な(又は異なる)曲げ方向で、撓んで(又はフレックスで)曲がるように形成される。
カットされた金属の管、骨格または他の強化構造は、組み立てられて、所望の場合にはライナー上で、シースの遠位で/撓み可能(distal/deflectable)な部位となり、ポリマー材料によって覆われる。カットされた金属の管、骨格または他の強化構造の内側のルーメン(又は管)を通して、プルケーブルまたはアクチュエータ・ケーブルが配置される(又は通される)。プルケーブルまたはアクチュエータ・ケーブルは、所望の位置(撓み部位の遠位端や、強化構造の中間の位置、例えば、曲げ方向が変わるところを含んでよい位置)にあるカットされた金属の管、骨格または強化構造に形成された留め(具)(又は係留(具)又はアンカレッジ)に巻き付けられてよい(又は輪留めされてよい又はループされてよい)(looped around anchorages)。アクチュエータ・ケーブルは、強化構造の内側において、真っ直ぐな線で延在してよく、あるいは、強化構造の内側の螺旋状の通路または他の形状の通路に沿って延在してよく、それにより、骨格の形状(又はジオメトリ)により調節(又は収容)される通り、デバイスを特定の形状(又はジオメトリ)で撓めることができる。カットされた金属の管、骨格または強化構造は、編物(又はブレード(braid))の部位にわたって、組み立てられてよく、そうすることで、所望に応じて、管に追加の支持(又はサポート)を与えることができる。
カットされた金属の管、骨格または他の強化構造は、強化構造内のヒンジまたは他の構造の使用によって、1以上の曲げ方向での曲げを可能とすることで、操縦可能なカテーテルに軸方向の強度を与える。カットされた金属の管、骨格または他の強化構造は、曲げの方向に対して、中立軸に沿って、連続的な軸方向の支持(又はサポート)を提供する。これは、カテーテルへの軸方向の負荷(又はロード)が、複合ポリマーおよび編物の構造の代わりに、金属の骨格によって、支えられる/捕捉される(borne/taken)ことを意味する。特定の実施形態において、カットされた金属の管、骨格または他の強化構造は、軸方向の高い負荷(又はロード)に耐えるように、そして、捩れに抵抗するように構成される。管または他の強化構造が、圧縮されない中立軸のまわりで曲がるとき、曲げ(又はベンド)(部)の外表面が延び、内側表面(部)の長さが減少し、この中立軸は、特定の実施形態では、カットされた金属の管または骨格の開口(複数)によって調節(又は収容)されている。カテーテルにおいて、ヒンジ付きのカットされた金属の管、骨格または他の強化構造を提供することによって、操縦可能なカテーテルの機器(又はデバイス)がもたらされ、ここでは、軸方向の圧縮が最小化され、壁の厚みが最小化され、捩れ耐性が向上し、駆動(又はアクチュエーション)の負荷(又はロード)が減少する。
本発明のカットされた金属の管、骨格または他の強化構造を使用する利点(又は効果又はアドバンテージ)は、操縦可能なカテーテルの他の構造が改良されることである。カットされた金属の管、骨格または他の強化構造の開口(複数)を密封(又はシール)するため、そして、アセンブリに、その主な又は唯一の機能として、ライナーを結合させるために、ポリマー材料を提供してよい。ポリマー材料は、もはや、曲がる間において、軸方向の負荷(又はロード)に耐えるように構成される必要はない。結果として、このポリマー材料は、薄く、柔らかくすることができ、そうすることで、患者の解剖学的構造を通して、カテーテルが曲がるとき、曲げ(又はベンド)の内側および外側で求められる圧縮および延長が可能となる。
このような骨格の補強材を使用することによって、カテーテル・デバイスを構築することが可能となり、当該カテーテルデバイスは、遠位に位置する第1操縦部位において、1つの面(又は平面又はプレーン)で操縦することが可能となり、第2操縦部位(これは、第1操縦部位に対して近位にある)において、別の面(又は平面又はプレーン)で操縦することが可能となる。かかる2つの操縦部位は、いずれかの部位において、寄生虫のように運動することなく、互いに独立して操縦され得る。換言すると、一方の操縦部位において操縦運動を引き起こすためのカテーテルへの力は、他の操縦部位においては、操縦運動がほとんどないか、または操縦運動が全くないことを引き起こすだろう。骨格の補強材は、この場合、複数の部位(又はセクション)を有し、一方の面(又は平面又はプレーン)での運動と、他の面(又は平面又はプレーン)での制限された運動とを可能にするだろう。2つの操縦部位が記載されているが、当該カテーテルにおいて、操縦部位を1つのみ提供すること、または操縦部位を3以上提供することは、本発明の範囲内である。
図面を参照すると、図1は、操縦可能なカテーテル10を示し、このカテーテル10は、第1部分12を有し、この第1部分12は、矢印14によって示される通り、第1曲げ方向または曲げ面(又は平面又はプレーン)において、選択的に曲げることができるものである。カテーテル10は、第2部分16を有し、第2部分16は、矢印18によって示される通り、第2曲げ方向または曲げ面(又は平面又はプレーン)において、選択的に曲げることができるものである。これらの曲げ方向または曲げ面は、相対的に一定の角度を有してよく、例えば、90度の角度、または相対的に他の角度であってよい。第1部分12および第2部分16は、カテーテルの軸方向に沿って、互いに隣接していてよいか、あるいは、カテーテルの長さ(方向)に沿って、互いに離隔していてよく(又は間隔を開けて配置されていてよく)、例えば、カテーテルの曲がらない部位(又はセクション)によって、互いに離隔していてよく(又は間隔を開けて配置されていてよく)、このカテーテルの曲がらない部位は、第1曲げ部位(又はセクション)と第2曲げ部位(又はセクション)との間に配置され得るものである。第1曲げ部分12および第2曲げ部分16は、可能であれば、さらなる曲げ部分と一緒になって、多軸の曲がる部位を形成する。特定の実施形態において、第1曲げ部位12および第2曲げ部位16は、多軸の曲げ部位において、互いに隣接していて、この多軸の曲げ部位は、カテーテル10の自由端または遠位端20に隣接している。カテーテル10の遠位端20において、または遠位端20の近くにおいて、この多軸の曲がる部位を提供することによって、使用者(又はユーザー)は、患者の複雑な解剖学的構造を通して、このカテーテルを操縦することができる。
例示の実施形態は、互いに対して、概ね垂直な方向に曲がる曲げ方向を示す。他の実施形態は、他の角度であってもよい曲げ方向または互いに関係して(又は相対的に)曲がるように構成された曲げ部分を提供してよい。各曲げ部位の曲がる方向は、以下から明らかなように、曲げ部位の構造によって決定され、特に、曲げ方向でのカットチューブまたは骨格の構造によって、ならびにプルワイヤ(又はプリングワイヤ)によって決定される。
例示の実施形態は、曲げ部分12および16のそれぞれが、円の弧を描くカーブで曲がってよいことを示す。その程度または角度は、それによって、各曲げ部位が曲がってよいものであり、最大の曲げ角度まで、プルワイヤ(単数または複数)に働く力によって決定されてよい。各曲げ部位の構築、特にカットチューブまたは骨格の構築は、その曲げ部位の最大の曲げ角度を決定してよい。曲げ部位は、最大の曲げ角度(これは、所望に応じて、より大きな角度またはより小さな角度である)で曲げられるように構築されてよい。
例示の実施形態は、それぞれの曲げ部位12および16は、ある曲げ半径(R)、換言すると、よりきつい(タイト)又はより浅い曲げのカーブで曲がってよいことを示す。それぞれの曲げ部位の構築は、この曲げ部位が曲がってよい曲げ半径を決定してよい。特に、カットチューブまたは骨格の構築は、曲げ部位の曲げ半径を決定してよい。
当業者に明らかなように、この曲げ部位の構築および曲げ部位の互いの(又は相対的な)位置の関係は、この曲げ部位が、曲げ部位の間での様々な(又は異なる)角度の関係や、各曲げ部位の様々な(又は異なる)最大の曲げ角度、各曲げ部位の様々な(又は異なる)曲げ半径、各曲げ部位の間でカテーテルに沿う様々な(又は異なる)間隔に関して、選択されてよいことを提供する。結果として、多岐にわたる複雑な解剖学的構造を、本発明の操縦可能なカテーテルが通過することができる。
これまで、このカテーテルは、曲げ部位を有するものとして記載されていて、この曲げ部位は、それぞれが、1つ(又は単一又はシングル)の曲げ面(又は平面又はプレーン)で曲がることができるものである。この曲げ部位は、螺旋(又はスパイラル)または他の複雑な曲げ形状で曲がるように構成されてよい。特定の実施形態において、操縦可能なカテーテルは、上記のように曲がるカットチューブまたは骨格構造を構築することによって、螺旋形状などの複雑な形状で操縦される(又は進む)ように構築される。例えば、図2において、外側のカバーまたは内側のライナーが存在することなく、操縦可能なカテーテルのカットされた金属の管または骨格22を示す。管または骨格22は、第1部分24を有し、この第1部分24は、曲げる力がそこに働くと(例えば、プルワイヤによって曲げる力が働くと)、螺旋の形状に曲がるように構築されるものである。管22の第2部分26は、平らなカーブの形状で曲がることができる。例示において、第2部分26は、ほとんど完全な円形で平面で曲がることができ、そして、螺旋の曲げ部分24は、この円の面の外側に延在する。また、他の複雑な曲げの形状も可能である。
図示する例のカットチューブまたは骨格22は、複数のセグメント28から形成され、この複数のセグメント28は、互いに隣接して配置されてよく、そして、カテーテルの長さに沿って連続して配列されてよいものである。セグメント28は、予め決められた方向に曲がり、そして、予め決められた最大の半径で曲がるように構築および形成される。セグメント28は、互いに隣接して配列され、共通の面(又は平面又はプレーン)で互いに整列している曲げ方向を有するものであり、このセグメント28は、曲げ部分をもたらし、この曲げ部分は、共通の面(又は平面又はプレーン)で曲がるものである。セグメント28は、互いに隣接し、複雑な方法で曲がる様々な面(又は異なる面)での曲げ方向を有するものである。例えば、セグメントからセグメントへと徐々に回転される曲げ面は、カテーテルのヘリカル(螺旋)またはスパイラル(螺旋)の曲げをもたらす。セグメント28は、曲げセグメントの群(又はグループ)へと、一緒にグループ化されてよく、それぞれの曲げセグメントの群は、予め決められた曲げの動作(又はアクション)を受けるように構成される。曲げセグメントの群は、同一または異なる方向で曲がるために、カテーテルに沿って、互いに隣接して位置決めされ得るか、あるいは、曲げセグメントの群は、それぞれの曲げセグメントの群の間において、カテーテルの曲がらない部分によって、互いに離隔し得る(又は間隔を開けて配置され得る)。また、曲げセグメントおよび曲げセグメントの群の他の配列も提供されてよい。
図2において、第1部分24は、複数の曲げセグメント28を含み、この曲げセグメント28は、1つのセグメント28から次のセグメントとへと徐々に回転する曲げ方向を有して、曲げセグメントの群を提供し、この群は、曲げる力に供されたとき、スパイラル(螺旋)の曲げまたはヘリカル(螺旋)の曲げへと曲がる。第2部分26は、複数の曲げセグメント28を含み、このセグメント28は、共通の面(又は平面又はプレーン)で整列している曲げ方向を有するものであり、そうすることで、曲げセグメントの群を形成し、この群は、曲げる力に供されたとき、ある面(又は平面又はプレーン)において、コイル状または円形の曲げ(又はベンド)で曲がるものである。第1部分24および第2部分26は、ともに、カテーテル内のそれぞれのワイヤを引っ張ることによって、曲がった形状(又はコンフィギュレーション)と、真っ直ぐな(又はストレートの)形状(又はコンフィギュレーション)との間で運動させてよい。第1曲げ部分24および第2曲げ部分26は、それぞれの曲げ部分に応じたプルワイヤを引っ張ることによって、互いとは別々に、真っ直ぐの状態と、曲がった状態との間を運動(又は移動)させてよい。同様に、曲げ部分24および26は、それぞれのプルワイヤによって、互いとは別々に、曲がった状態から真っ直ぐの状態へと別々に運動させてよい。
図3は、金属の管(又はチューブ)(又はメタルチューブ)または骨格(又は骨格構造又はスケルトン(skeleton))30の一部の拡大図を示し、この金属の管または骨格30は、操縦可能なカテーテルの強化構造のうち曲がることができる部分を形成するものである。金属の管30は、スチール、ニチノール(nitinol)または他の材料から形成される。管30は、ある曲げ方向でのフレックス(撓み)(曲げ)またはベンド(曲げ)(又はベンディング)を可能とするパターンで、広い(又はワイド)スロットおよび狭い(又はナロー)スロット、細い(又はファイン)スリットおよびオープニング(又は開口)によって、カットされている。このカットは、曲げセグメント28を形成し、この曲げセグメント28は、カテーテル10の長さに沿って、互いに隣接して配置されるものである。例示された実施形態の曲げセグメント28は、それぞれ、予め決められた曲げ方向で曲がるように構成されている。図示された例の曲げセグメント28の曲げ方向は、共通の面(又は平面又はプレーン)で整列されている。例えば、プルワイヤ(複数)によって、曲げる力が金属の管に働くとき、この金属の管は、ある面(又は平面又はプレーン)において、単純なカーブで曲がる。
管30は、管の材料を通して、ワイドカット(又は幅広の切り込み)32を含む。このワイドカット32は、管を横切る方向に延在し、管の周囲の半分を超えて通して(又はわたって)延在する。例示において、ワイドカット32は、この管の円周の4分の3(3/4)を超えて延在する。ワイドカット32(複数)を、管の軸方向で、互いに整列させることによって、ワイドカット32(複数)は、同一の曲げ面で、曲げセグメントのそれぞれを曲げるために構成されている。複雑な(又は複合的な)曲げ部分が、例えば、1つのセグメントから次のセグメントへと、管のまわりで、ワイドカット(複数)を回転させることによって形成されてよい。
ワイドカット32によってカットされていない管30の部分は、背骨部分(又はバックボーン部分又はバックボーン・ポーション)34と呼ばれてよい。管30のワイドカット32の間にある部分は、肋骨部分(又はリブ部分又はリブ・ポーション)36と呼ばれてよい。ワイドカット32は、カット端部(又はカット・エンド)38まで延在する。各ワイドカット32のカット端部38は、例示の管に沿って、軸方向に整列している。他の曲げパターンでは、ワイドカット32が、管の異なる位置に配置されることを可能としてよく、例えば、カット端部38は、例えば、1つのカットから、次のカットへと、チューブ上での位置を変えてよい。カット端部38は、直線状の軸方向の配列である必要はない。例えば、背骨部分34は、図示する通り、管の軸に対して平行な真っ直ぐの線上(又はライン上)に延在してよい。あるいは、背骨部分34は、ヘリカル(螺旋)のパターンまたは別のパターンで、管のまわりにスパイラル(螺旋)であってよく、または、他の形状または配列で形成されてよい。背骨部分34は、管30の一部に沿って、管30の一方の側部(又は側面)に沿って、次いで、管30の別の部分において、管30の他方の側部(又は側面)に沿って、配向されてよい。例えば、様々な(又は異なる)背骨部分34が、管の周囲で、互いに、ある角度をなして存在してよい。
各ワイドカット32の間には、ナローカット(又は幅の狭い切り込み)40がある。ナローカット40は、背骨部分34を通して、なおかつ肋骨(部分)36の一部を通して、延在するが、背骨(部分)34の反対側の部分42において、肋骨(部分)36を通しては延在しない。背骨(部分)34において、ナローカット40は、開口(又はオープニング)44を通して延在する。開口44は、背骨(部分)34の中央部に沿って、整列している。肋骨(部分)36のカットされていない部分42は、概して、開口44に対向している。例示において、ワイドカット32およびナローカット40は、管30に沿って、ほぼ等しく離隔していて(又は間隔を開けて配置されていて)、セグメント(複数)を形成する。管30の1つの端部は、カットされていない部分46であり、この部分は、曲げに抵抗するものである。この曲げ部分による最大の可能な曲げ半径を変化させるために、肋骨(部分)36は、より広くても、より狭くてもよい。ワイドカット32は、曲げ部分による最大の可能な曲げ半径を変化させるために、より広くても、より狭くてもよく、あるいは、広い又は狭い肋骨(部分)36とワイドカット32との組み合わせは、曲げ半径のバリエーションを提供してよい。他のカットまたは管の特徴(管の厚み又は材料など)は、曲げの半径または形状を変えるために、変更されてよい。
図3の管30は、内側のライナーなし、外側のシースなし、そして、プルワイヤなしで示され、これらは、操縦可能なカテーテル10を形成するために、管30に提供されてよい。
管30は、カテーテルの骨格を提供し、このカテーテルは、負荷耐性(又はロード・レジスタンス(load resistance))を提供するものであり、その一方で、それと同時に、1以上の予め決められた曲げ方向で曲がることが可能である。背骨部分34は、管30の軸方向の圧縮に抵抗する。例えば、身体の管腔(又はルーメン)に沿って、このカテーテルを押す(又はプッシュする)とき、または、この曲げ部分の予め決められた曲げ方向とは一致していない方向に沿って、このカテーテルを撓ませる(又はフレックス曲げの)とき(異なる曲げ部分(これは異なる曲げ方向で曲がる)でカテーテルを曲げるときなど)に抵抗する。
図4は、図3の管30をフレックス(曲げ)の位置またはベンド(曲げ)の位置で示す。管30の曲げは、背骨(部分)34の反対側の位置において、肋骨(部分)36が、一緒に、より近くなるように運動(又は移動)させることをもたらす。ワイドカット32の中間の部分は、管が曲げられるにつれて、狭く、近くなる。ナローカット40は、管が曲げられたときに開き、特に背骨(部分)34に沿って開く。背骨部分34は、管30が曲がっている間に、撓む(又はフレックスで曲がる)。この曲がる(ベンド)位置は、プルワイヤ(図示せず)を引くことによって達成されてよく、このプルワイヤは、背骨部分34の反対側の位置において、管30の内側に延在するものである。プルワイヤは、この部分42の内側に沿って、提供されてよい。プルワイヤ(これは、曲げプルワイヤ(又はベンディングプルワイヤ)と呼ばれてよい)は、管30の内側のガイドまたはチャネルに提供されてよく、管の遠位端において、または管の遠位端の近くで、管30に留められてよい(又は係留又は固定又はアンカーされてよい)。プルワイヤを引くことで、ワイヤをガイドまたはチャネル内でスライドさせて、図示するように、管30のカーブや曲げをもたらす。プルワイヤにかかっている引っ張り張力を開放することによって、曲げる力を解放し、そうすることで、管30は、真っ直ぐ(又はストレート)になってよい。プルワイヤ(これは、真っ直ぐなプルワイヤ(又はストレートプルワイヤ)と呼ばれてよい)は、管30の内側のガイドまたはチャネル内にあり、これらは、背骨部分34の内側表面に沿って延在するものであり、このプルワイヤによって、管30を真っ直ぐ(又はストレート)にしてよく、図3に示す形状に戻してよい。
曲げプルワイヤを引っ張って、管30を曲げるとき、ワイドカット32の終端部(又はクロージング)は、曲げ方向に強い曲げ力をもたらしてよい。真っ直ぐなプルワイヤを引っ張って、管30を真っ直ぐにするとき、ナロースリット40の終端部(又はクロージング)は、プルワイヤに働く引っ張り力の量のために、強くない真っ直ぐにする力を管にもたらしてよい。真っ直ぐにするプルワイヤへの引く力を弱めるか、または、さらに、無くすことによって、管材料の回復力は、真っ直ぐな状態に戻ろうとする管30を支援してよい。
図3および図4は、管30を示し、ここでは、管材料の背骨部分34のフレックス曲げによって、ベンド曲げが達成されている。ベンド曲げのときに管材料のフレックス曲げを必要としない管または骨格が提供されてよい。図5は、管50を示し、ここで、セグメント52は、管50の概して1以上の側(又は側部又は側面)に沿って、ピボット構造54で形成されている。ピボット構造54は、隣接するセグメント52が互いに対して旋回(又はピボット)することを可能とするように形成されている。図示する例において、ピボット構造54は、基部(又はベース)58に半円形部分(又はセミサークル部分(semi-circular portion))56を含んでよく、基部58は、セグメント52aから延在している。隣接するセグメント52bは、三日月の形状の部分(又はクレセント・シェイプ・ポーション(crescent shaped portion))60を有し、半円形の部分56の周りで部分的に包み、さらに、三日月の形状の部分60の一方の端部または両方の端部と、基部58との間で、間隙(又はギャップ)62を残して、ピボット構造54の相補的な部分を形成する。管50が曲がるとき、三日月の形状の部分60は、半円形の部分56のまわりで回転して、セグメント52aと52bとの間で旋回(又はピボット)を提供する。三日月の形状の部分60が、半円形の部分56のまわりで運動(又は移動)するとき、間隙62は、広くなったり、狭くなったりして、旋回運動を調節する(又は受け入れる)。
各セグメント52は、一方の端部に半円形の部分56を備え、他方の端部に三日月の形状の部分60を備え、隣接するセグメント同士は、接続されたピボット構造54において、一緒に連結されている。ピボット構造54は、管の曲がる形状を制御する方向に整列していて、面(又は平面又はプレーン)または螺旋(又はヘリックス)で曲がるために管の軸に対して、略平行な線上(又はライン上)、あるいは、より複雑な曲げ(又はベンド)のために管に沿う他の配列のいずれかで整列している。ライナーおよびシースが、セグメントに提供され、これにより、セグメント(複数)が、互いに対して、半径方向に運動しないように維持してよく、ピボット構造54が互いに連結した状態で維持してよい。
同様のピボット構造54が、管50の他方の側(又は側部又は側面)に提供されてよい。例えば、ピボット構造54は、管50の反対側に沿って、延在してよく、互いとは直径方向に対向して、または直径方向の反対側からできる限りオフセットされて、のいずれかで延在してよい。ピボット構造54は、ピボット構造の線(又はライン)に沿って力が働くとき、曲げに対して、抵抗するが、ピボット構造54から離隔した(又は間隔を開けて配置された)管の一部(又は部分)に沿って、曲がる力(又は曲げ力)が働くとき、曲がること(又は曲げ)が可能となる。
複数のセグメント52の間での旋回運動(又はピボット運動)は、間隙(又はギャップ)62によって調節(又は収容)されるだけでなく、複数のセグメント52の間において、ピボット構造から離れた部分にある開口(又はオープニング)64によっても調節される。図示する例において、管50のフレックス曲げの結果として、開口64aは、開いていて、開口64bは、閉じている。反対の方向でのフレックス曲げによって、この例示において示されるよりも、少なくとも、より大部分において、開口64aを閉じさせて、開口64bを開けさせる。
それぞれのセグメント52が、ピボット構造54から円周方向に離隔した位置(又は間隔を開けて配置された位置)において、アライメントガイド部分66を備える。アライメントガイド部分66は、軸方向に延在するセンター部分68を含み、このセンター部分68は、セグメント52aから延在し、このセグメント52aは、次に隣接する部位52bにおいて、軸方向に延在するスロット70に受容される。軸方向に延在するスロット70のそれぞれの側部は、軸方向に延在するサイド突出部(又は側突出部又はサイドプロジェクション)72であり、これは、隣接するセグメント52に向かって延在するものである。軸方向に延在するサイド突出部72は、カテーテルの曲げの程度に関係なく、軸方向に延在するセンター部分68の反対側に配置されている。軸方向に延在するセンター部分68の両側において、溝(又はチャネル)74が、セグメント52内に延在している。カテーテルが曲がり、そうすることで、アライメントガイド部分66が、曲げ(又はベンド)の内側にあるとき、軸方向に延在するサイド突出部72は、溝74に入る方向に延在し、図5に示すように、アライメントガイド部分66が曲げ(又はベンド)の外側にあるときは、この軸方向に延在するサイド突出部72は、溝74から出る方向に運動する。特定の実施形態において、アライメントガイド部分66は、管50の対向する両方の側において、ピボット構造54から、管50をほぼ四分の一(1/4)まわって存在する。
図示するピボット構造54およびアライメントガイド部分66によって、セグメント52の間での旋回運動による管50の曲げ(又はベンド)が可能となる。その一方で、セグメント52を互いに整列した状態で維持することができる。他の構造は、セグメントの間の旋回運動を可能にし、なおかつ、旋回の間にセグメントを整列した状態で維持するものであり、かかる構造もまた可能であり、本発明の範囲内である。
図6aでは、曲げることが可能なカテーテルの骨格80の別の実施形態を示す。図示する他のカテーテルの骨格または管と同様に、骨格80は、各セグメントの好ましい曲げ方向と、曲げ(又はベンド)に抵抗する方向とを有する。また、この曲げに抵抗する構造は、管または骨格の軸方向の圧縮に対する抵抗を提供してよい。曲げ部分における軸方向の圧縮に対する抵抗によって、曲げ部位の正確な制御と、即時(又はインスタント)の曲げ部分に結合された他の曲げ部分の正確な制御とが可能となる。これは、即時(又はインスタント)の曲げ部分と比べて、他の曲げ部分が、異なる曲げ方向で曲がるとき、特定の利点(又は効果)を提供する。図示される他の骨格または管のように、この骨格は、曲げ方向を規定し、この曲げ方向は、面(又は平面又はプレーン)または複雑な形状(螺旋(又はヘリックス)または他の形状など)でのいずれかであってよい。非曲げ方向、換言すると、曲がることが可能な部分において、カテーテルが曲がらない方向は、概して、必然的ではないが、曲げ方向を横切方向である。例えば、曲げ方向は、円筒状の管または骨格の径(又は直径)に沿う方向であってよく、非曲げ方向は、この曲げ方向の径(又は直径)に対して、概して、横切る方向であってよい。
図6aでは、骨格は、2本(又は長さ)のワイヤ82および84から形成され、これらは、相補的な形状に形成され、互いに結合されて円筒を形成するものである。ワイヤ82は、垂直な部分86から形成され、この部分は、水平な部分88に接続されるものである。水平な部分88は、弧(又はアーク)に沿ってカーブしていて、その反対側の端部で、第2垂直部分90に接続している。第2垂直部分90は、その反対側の端部で、第2水平部分92に接続していて、この部分は、弧状にカーブしていて、第1水平部分88に対して、平行である。第2水平部分92の反対側の端部は、さらなる垂直な部分94に接続されている。同じような様式で、それぞれの垂直な部分が、水平な弧の形をした部分に接続されていて、それぞれの水平な弧の形をした部分が、垂直な部分に接続されている。垂直および水平との用語は、図において示される通りの見た目に関し、物質界におけるカテーテルの向き(又は配向)に必ずしも対応するものではない。
それぞれの水平な部分(例えば、部分88および92)は、骨格80によって形成される円筒(又はシリンダ)の軸を横切るそれぞれの面(又は平面又はプレーン)に配置されている。カテーテルが曲がっていないとき、それぞれの水平な部分の面のそれぞれは、平行である。カテーテルが曲がることによって、結果として、かかる水平な部分の面は、非平行となる。それぞれの第2垂直部分(例えば、部分86および94)は、円筒状の骨格80の軸に略平行な線(又はライン)に沿って、互いに整列していて、この円筒の側壁に沿って、配置されている。垂直な部分(例えば、部分90および94)は、円筒状の骨格の反対側の側部にある。特定の実施形態では、この垂直な部分は、骨格の反対側の側部に沿って、直径方向において、互いに対向している。
第2ワイヤ84は、第1ワイヤ82と同様の形状で形成されている。例えば、ワイヤ84は、垂直部分96を有し、この部分は、弧の形をした水平な部分98に接続するものである。水平部分98は、その反対側の端部で、第2垂直部分100に接続している。第2垂直部分100は、その反対側の端部において、第2水平部分102に接続している。第2水平部分102は、その反対側の端部において、さらなる垂直部分104に接続している。ワイヤ84は、そのさらなる延長に沿って、同様に形成されている。第2ワイヤ84は、第1ワイヤのほぼ鏡像、または、より特別には、回転の鏡像である。例えば、第1ワイヤ82の垂直な部分(例えば、部分90)は、直径方向の反対側の位置および配向において、第2ワイヤ84の対応する垂直な部分(例えば、部分100)を有する。第1ワイヤ82の水平な部分(例えば、部分92)は、直径方向の反対側の位置および配向で、第2ワイヤ(84)の対応する水平な部分(例えば、部分102)を有する。
第1ワイヤ82および第2ワイヤ84は、互いに結合されて、円筒状の骨格80を形成する。各ワイヤのそれぞれの垂直な部分と、それに隣接する水平な部分との間の接合部は、他のワイヤの対応する接合部と接続されている。例えば、第1ワイヤ82の垂直な部分86と水平な部分88との間の接合部106は、第2ワイヤ84の水平な部分98と垂直な部分100との間の接合部108と接続されている。第2ワイヤ(84)の垂直な部分100と水平な部分102との間の接合部110は、第1ワイヤ82の水平な部分92と垂直な部分94との間の接合部112に接続されている。かかる接合部でのワイヤ82および84の接続は、溶接(又はウェルディング(welding))、コネクタ(connector)、接着剤(adhesive)、または他の接続手段(connection means)で行われ得る。ワイヤ82および84は、鋼、ニチノール、または他の材料から作製され得る。
接合部の間(同士)の接続は、円筒状の骨格80の両側に沿って連続し、そうすることで、第1ワイヤ82および第2ワイヤ84の垂直な部分が共に接続されるようになっている。この接続された垂直の部位は、骨格80の圧縮に抵抗する部分を形成し、これは、円筒の概して対向する2つの側(又は側部又は側面)に沿って延在する。この圧縮に抵抗する部分は、結合された垂直な部位によって形成されるものであり、プルワイヤによって引っ張り力が働くと、垂直な部分に向かう(又は沿う)方向において、カテーテルの曲げ(フレックス)を抑制する。しかし、水平な部分(例えば、弧の形をした水平な部分の長さに沿って、ほぼ中ほど)に位置決めされたプルワイヤは、この水平な部分を有する側(又は側部又は側面)に向かって、垂直な部分に対してほぼ垂直な方向の曲げ方向で、カテーテルの曲げ(ベンド)を引き起こす。
骨格80は、2つの対向する方向で曲がるように構成され、第1曲げ方向は、第1ワイヤ82の水平な部分に向かう方向であり、第2曲げ方向は、第2ワイヤ84の水平な部分に向かう方向である。プルワイヤ(図示せず)は、留め(又は係留又はアンカー)および位置決めされて、水平な部分のほぼ中ほどにおいて、円筒状の骨格の内側に沿って走るように位置決めされている。プルワイヤは、一方または両方の曲げ方向でカテーテルを曲げるために、骨格の一方の側(又は側部又は側面)または両方の側(又は側部又は側面)に提供されてよい。骨格80は、ライナー(骨格内)と、シース(骨格80よりも大きいサイズ)とを備える(ただし、カテーテルに提供される場合)。
図6bは、第1(ワイヤ)82を示し、これは、第2ワイヤ(84)に結合される前の状態である。第1ワイヤ82は、弧の形をした水平な部分をそれぞれ有し、この部分は、概して、番号114で示されるものであり、概して、互いに平行に配置され、そして、特定の実施形態では、互いに等しく離隔している(又は間隔を開けて配置されている)。水平部分114(これは、周囲の弧の部分と呼ばれてもよい)は、それぞれ、円の約/ほぼ二分の一(1/2)または約180度にわたってカーブしている。第2ワイヤ84の対応する水平な部分は、2本のワイヤ82および84が互いに結合されるとき、円の残り半分を提供する。2本のワイヤ82および84の結合された円周の円弧の部分114によって形成される円形の部材が、この実施形態におけるセグメント(複数)である。セグメントは、結合された垂直な部分(図6bにおいて、概して、番号116で示されるもの)によって、互いに接続されている。
図6aおよび図6bの骨格によって形成される曲がることが可能な部分は、カテーテルにおいて単独で曲がることが可能な部位(又はセクション)として、またはカテーテルにおいて他の曲がることが可能な部分(例えば、他の曲げ方向を有する曲げることが可能な部分)と一緒に使用されてよい。図示する例のセグメント(複数)および垂直な部位(複数)の整列は、1つの面(又は平面又はプレーン)において曲げ(又はベンド)を提供するための構造を示すが、かかる垂直な部位(複数)は、それぞれの隣接するセグメントにおいて、互いからオフセットされてよく(又は、ずらされてよく)、例えば、それぞれの隣接するセグメントにおいて、ワイヤの構造を回転させることによって、オフセットされてよく、そうすることで、複雑な曲げ(又はベンド)形状(例えば、螺旋(又はヘリカル)での曲げの形状)を提供するようになる。
図7aでは、曲げ部分118は、ワイヤ120を含み、ワイヤ120は、円筒の形状を有するコイルに形成されている。例示の実施形態において、2本の軸状支持ワイヤまたはロッド122は、コイル120に結合されていて、これらは、その2本(又はサイズ)の円柱に沿って、コイル120の各ループにおいて接続されることによって結合されている。例えば、2本の軸状ワイヤ122は、コイル120の内側表面において、コイル120の対向する側(又は側部又は側面)に沿って延在してよい。コイル状ワイヤ120への2本の軸状ワイヤ122の結合は、溶接(又はウェルディング)、コネクタ、接着剤、または他の結合手段(joining means)による結合であってよい。軸状支持ワイヤ122は、軸方向の圧縮に抵抗し、なおかつ軸方向に硬直(stiff)であるように構築されるが、横切る方向では曲がるように構成されている。軸状支持ワイヤ122は、ニチロール、鋼、または他の材料から形成されてよい。
コイル120の内部にプルワイヤ(又はプリングワイヤ)が装着されてよく、このプルワイヤは、2本の軸状ワイヤ122の間のほぼ中ほどの位置において、コイル120の内側または外側に沿って延在するものであり、円筒状のコイル120の一方の側または両側のいずれかで延在し、コイルの端部または別のアンカー位置において留められている(又は係留又はアンカーされている)。軸状ワイヤ122は、プルワイヤの引っ張り力に抵抗し、その一方で、2本の軸状ワイヤ122の間で、コイル状ワイヤ120のループは、この引っ張り力に応じて、互いに向かって運動し、その結果、矢印124および126によって示される方向にカテーテルが曲がる(又はベンドする)ことになる。また、図示する骨格118は、プルワイヤが、その反対の側(又は側部又は側面)に沿って提供されている場合、矢印124および126の反対の方向に曲がってよい。この実施形態および他の実施形態において、かかるプルワイヤは、曲がる間、骨格およびライナーに関して、ワイヤのスライディング運動を可能とする通路(又はチャネル)または他の通路(又はパス(passageway))の内側に提供されてよい。
図7bは、骨格130の実施形態を示し、この骨格130は、2つの曲げ部分132および134を有する。曲げ部分132および134のそれぞれは、コイル状ワイヤ136で形成され、この実施形態では、曲げ部分132および134の両方について、同一のコイル状ワイヤ136であってよく、あるいは、かかる2つの曲げ部分について、別個のコイル状ワイヤであってよい。それぞれの曲げ部分132および134ならびに2本の(軸状支持ワイヤ。)軸状支持ワイヤ138は、コイル状ワイヤ132の対向する側(又は側部又は側面)で、より下部の曲げ部分132において提供され、この軸状ワイヤ138は、例示においては、コイル136の右側および左側に固定されている。曲げ部分132は、この紙面の表側および裏側に曲がることが可能である。
第2曲げ部分134は、リング140によって、第1曲げ部分132に取り付けられている。リング140は、鋼または他の材料を含んでよく、コイル状ワイヤ136の外側の直径に適合する内側の直径を有するように形成されている。コイル状ワイヤ136は、溶接によって、または他の取り付け手段によって、リング140に結合されてよい。
第2曲げ部分134は、2本の軸状支持ワイヤ142を有し、この2本の軸状支持ワイヤ142は、コイル状ワイヤ136の内側表面において接続されていて、第1曲げ部分132のように接続されているが、第1曲げ部分132に対して、90度回転されて接続されている。第2軸状支持ワイヤ142は、図7bの図示において、第1軸状支持ワイヤ142の裏側にある。回転された第2曲げ部分134の構造の結果として、第2曲げ部分134は、矢印144および146で示される通り、図の面(又は平面又はプレーン)で曲がってよい。例えば、図7bの図示に関して、骨格130の左側へと、コイル状ワイヤ136の内側に沿って装着されたプルワイヤは、引っ張られてよく、矢印144の方向に第2曲げ部分134を運動させてよい。プルワイヤの張力(又はテンション)を開放することによって、第2曲げ部分134が、図示する通り、例えば、患者の解剖学的構造に応じて、真っ直ぐの位置に戻ることを可能にしてよい。図7bに関して、骨格の右手側に沿って装着されたプルワイヤを引っ張ることによって、第2曲げ部分134が、矢印146の方向に曲がるようになり、プルワイヤの張力(又はテンション)を開放することによって、第2曲げ部分134が、例えば、患者の解剖学的構造に応じて、真っ直ぐになることを可能にしてよい。
曲げ方向144または146で第2曲げ部分134を運動させるプルワイヤに働く引っ張り力は、第1曲げ部分132の曲げをもたらすことなく、第2曲げ部分134の曲げのみを引き起こしてよい。例えば、第2曲げ部分134が第1曲げ部分132の遠位方向に位置し、そして、第2曲げ部分134のプルワイヤが第1曲げ部分132を通過する場合、第2曲げ部分134へのプルワイヤへの引っ張り力は、第1曲げ部分132および第2曲げ部分134の両方に付与(又は適用)されるだろう。第2曲げ部分134への引っ張り力の付与(又は適用)は、第2曲げ部分が曲がることをもたらし得るが、第1曲げ部分132の軸状支持ワイヤ138によって、この引っ張り力に抵抗してよく、そして、第2曲げ部分134のプルワイヤによる第1曲げ部分132の圧縮または/および曲げを減少または排除してよい。
もちろん、第1曲げ部分132を曲げるためのプルワイヤは、第2曲げ部分134を通して延在する必要はないが、かかる実施形態のリング140において、またはリング140の近くで終端してよく、ここで、第2曲げ部分(134)は、第1曲げ部分132の遠位方向に位置する。第1曲げ部分132に対応するプルワイヤへの引っ張り力は、いずれも、第2曲げ部分134には到達しないだろう。しかし、第1曲げ部分132へのプルワイヤが第2曲げ部分134を通して延在するとしても、第1曲げ部分132へのプルワイヤは、第2曲げ部分134の軸状支持ワイヤ142に沿って、概して整列するので、このプルワイヤが引っ張り力に供されたとき、第2曲げ部分134の圧縮および曲げに抵抗するだろう。例えば、以下のことが考えられる。さらなる曲げ部分が第2曲げ部分134の遠位方向に提供されてよく、この更なる曲げ部分が、第1曲げ部分132のように構成されていて、そうすることで、第1曲げ部分および更なる曲げ部分のプルワイヤの力によって、第1曲げ部分および更なる曲げ部分の両方が、紙面の裏側または表側に曲がるようになっていて、その一方で、第2曲げ部分が曲がらないままであるようになっている。また、他の複雑な構成も提供されてもよい。プルワイヤへの引っ張り力が、様々な(又は異なる)曲げ部分のために、別々に付与(又は適用)されるように記載されてきたが、これは、かかる2つの曲げ部分について、一緒に付与(又は適用)される引っ張り力に有用性を提供してよい。例えば、一方の曲げ部分のワイヤへの引っ張り力は、他方の曲げ部分への引っ張り力として、同時に付与(又は適用)されてよく、あるいは、この引っ張り力は、連続して付与(又は適用)されてよい。異なる曲げ部分132および134の曲げの動作(又はベンディング・アクション(bending actions))によって、互いに別々に操作され、一方の曲げ部分は、他方の曲げ部分での曲げや圧縮を引き起こすことなく、曲がることができる。
図8aは、骨格150の実施形態を示し、骨格150は、第1曲げ部分152と、第2曲げ部分154とを含み、これらは、リング156によって結合されている。第2曲げ部分154の遠位の端部(又は遠位端)は、第2リング158を含む。第1曲げ部分152は、コイル状ワイヤ160と、2本の軸状支持ワイヤ162および164とを含み、2本の軸状支持ワイヤ162および164は、コイル状ワイヤ160の内側表面において、その対向する側部(又は側面)に装着されている。軸状支持ワイヤ164は、この図において、軸状支持ワイヤ162の裏側(又は向こう側)にある。図示する実施形態の第1曲げ部分152は、第1部分のプルワイヤ166を含み、これは、第1曲げ部分152の遠位の端部に留められていて(又は係留又はアンカーされていて)、コイル状ワイヤ160の内側表面に沿って、自由にスライドするものであり、そうすることで、プルワイヤ166の引っ張り力によって、プルワイヤ166の方向に、第1曲げ部分152が曲がるようになっている。第1曲げ部分152の曲げは、右手側に向かって、かかる図8aに関して、図の面(又は平面又はプレーン)にある。
第2曲げ部分154は、コイル状ワイヤ170を含み、これは、コイル状ワイヤ160とは別個のワイヤであってよい。あるいは、コイル状ワイヤ160およびコイル状ワイヤ170は、単一の構造(又はユニタリー構造(unitary structure))として、同一のワイヤから一緒に形成されてよい。第2曲げ部分154は、2本の軸状支持ワイヤ172および174を含み、これらは、コイル状ワイヤ170の対向する内側表面に沿って接続されている。図示する実施形態の第2曲げ部分154は、2本のプルワイヤ176および178を含み、これらは、第2曲げ部分154の端部、または第2曲げ部分154の端部の近くに留められていて(係留又はアンカーされていて)、コイル状ワイヤ170の内側表面に沿って、その対向する側(又は側部又は側面)において、延在するものである。プルワイヤ176および178は、コイル状ワイヤ170の内側に沿ってスライドしてよく、それにより、第2曲げ部分154を、引っ張り力が働くプルワイヤに向かう方向(又はプルワイヤの方向)に曲げてよい。骨格150は、第2曲げ部分154においては、2つの曲げ方向で曲がるように構成され、なおかつ、第1曲げ部分(152)においては、1つの曲げ方向で曲がるように構成されている。第2曲げ部分154の曲げ方向は、この図に関しては、紙面の裏側および表側である。曲げ部分152および154の曲げ方向は、互いに対して、円筒状の骨格150のまわりにほぼ四分の一(1/4)の方向に向けられている。尚、他の曲げ方向の配列が提供されてよい。
図8bは、骨格180の代替の実施形態を示し、この骨格180は、第1曲げ部分182と、第2曲げ部分184とを含むものである。第1曲げ部分182は、2本の軸状支持ワイヤ186および188を含み、これらは、コイル状ワイヤ190の対向する内側表面に沿って固定されている。2本のプルワイヤ192および194は、第1曲げ部分182の遠位の端部において留められていて(又は係留又はアンカーされていて)、引っ張り力が働くことで、第1曲げ部分182を、2つの反対の方向(この図に関しては、紙面の裏側および表側)に曲げるものである。
リング196が、第1曲げ部分182と、第2曲げ部分184との間に提供されている。第2リング198が、第2曲げ部分184の遠位の端部(又は遠位端)に提供されている。第2曲げ部分184は、コイル状ワイヤ200を含み、その内側には、2本の軸状支持ワイヤ202および204が装着されていて、図中、この軸状支持ワイヤ204は、軸状支持ワイヤ202の裏側(又は向こう側)に位置決めされている。第2部分のプルワイヤ206は、第2曲げ部分184の遠位の端部に留められて(又は係留又はアンカーされていて)、2本の軸状支持ワイヤ202および204の間の中ほどにおいて、コイル状ワイヤ200の内側表面に沿って延在している。第2部分のプルワイヤ206は、第1曲げ部分182を通して延在している。図8aおよび図8bにおいて示される実施形態のそれぞれでは、プルワイヤが、曲げ部分の近位の端部(又は近位端)から延在している。このプルワイヤは、図示するよりも長い距離で延在している。例えば、プルワイヤへの引っ張り力を働かせるために、使用者(又はユーザ)のための操作機構(又はオペレーティング・メカニズム(operating mechanism))まで、ずっと延在している。その一方で、曲げ部分は、カテーテルの管の遠位の端部に配置されるであろう。
図8cは、骨格210の実施形態を示し、この骨格210は、第1曲げ部分212と、第2曲げ部分214とを含むものである。第1曲げ部分212は、2本の軸状支持ワイヤ218および220とともに、コイル状ワイヤ216を含み、2本の軸状支持ワイヤ218および220は、それぞれ、コイル状ワイヤ216の内側に互いに対向して接続されている。2本のプルワイヤ222および224は、第1曲げ部分212に沿って、となりあって(又はサイド・バイ・サイド)で配置されている。第1曲げ部分212の曲げは、プルワイヤ222および224の両方を引くことによって達成される。曲げ方向は、この図に関して、紙面の左側および表側の方向である。
第1リング226は、第1曲げ部分212の遠位の端部(又は遠位端)に提供されていて、第2曲げ部分214は、第1リング226に結合されている。第2リング228は、第2曲げ部分214の遠位の端部にある。第2曲げ部分214は、コイル状ワイヤ230と、2本の軸状支持ワイヤ232および234とを含み、2本の軸状支持ワイヤ232および234は、それぞれ、コイル状ワイヤ230の内側で、その対向する側(又は側部又は側面)に装着されている。第2曲げ部分214は、2本のプルワイヤ236および238によって制御される。プルワイヤ236および238は、円筒状のコイル状ワイヤ230の一方の側(又は側部又は側面)に沿って、となりあって(又はサイド・バイ・サイド)で配列されている。プルワイヤ236および238は、第2リング228、または第2曲げ部分214の遠位の端部の他の位置に留められている(又は係留又はアンカーされている)。引っ張り力を2本のプルワイヤ236および238に働かせることによって、第2曲げ部分214は、プルワイヤ236および238の方向に曲がる。例示においては、第2曲げ部分214は、この紙面に関して、表側かつ右側の方向に曲がるだろう。2本のプルワイヤ236および238は、第1曲げ部分212の軸状支持ワイヤ218のいずれかの側(又は側部又は側面)で配列されている。2本のプルワイヤ236および238のための通路(又はチャネル)は、軸状支持ワイヤ218の対向する側(又は側部又は側面)に沿って形成されてよい。上記の通り、プルワイヤ222、224、236および238は、曲げ部分212および214から、近位の方向に延在している。2本(又はデュアル)のプルワイヤによって、1本(シングル)のプルワイヤの実施形態と比べて、より強い曲げ力を働かせる可能性が提供される。
図9は、欧州特許出願EP0980693A1に示される通り、従来技術のカテーテル・デバイス240を示す。本発明の曲げることが可能な部分(ベンダブル・ポーション(bendable portions))は、このカテーテル・デバイスと同様のデバイスにおいて使用されてよい。このカテーテルは、遠位の端部(又は遠位端)242を含み、この遠位の端部242は、曲げることが可能な部分244に接続されているものである。この曲げることが可能な部分244は、本発明に従う曲げることが可能な部分と交換されてよい。曲げることが可能な部分244は、カテーテル・シャフト246に接続されていて、このカテーテルシャフト246は、医療行為(medical procedure)を行うために、必要な限り存してよいものである。カテーテル・シャフト246は、外側の表面にわたるシースと、内側表面にあるライナーとを含んでよく、そして、ガイドワイヤまたは他のツールまたはデバイスを収容(又は調節)するように中空であってよい。カテーテル・シャフト246は、チャック248に装着され、このチャック248は、ハンドル250の端部に存している。カテーテル・デバイス240のプルワイヤは、スライダー(複数)252に接続され、このスライダー252は、チャネル254内で運動して、それぞれのプルワイヤに引っ張り力を働かせ、それにより、上記の曲げることが可能な部分244を操縦または曲げるものである。スライダー(複数)252は、それぞれ、プルワイヤに対応してよい。より少数のスライダー、または、より多数のスライダーが、必要に応じて、提供されてよい。ハンドル250の反対側の端部に、受容カラー(又はレシーブ・カラー(receiving collar))256が提供されてよく、これを通して、ワイヤ、ツールまたは他のデバイスが、必要に応じて、挿入されてよい。ただし、このカテーテル・デバイス240は、本発明の曲がることが可能または操縦可能なシャフト・デバイスを使用してよいデバイスの一例である。
従って、1以上の方向で操縦可能(又はステアブル(seerable))または曲げることが可能(又はベンダブル(bendable))な強化構造の例(レーザー・カット・チューブ、骨格(又は骨格構造又はスケルトン(skeletons))または他の構造)が示されているが、これらは、管または骨格を曲げるように働く引っ張り力の結果として、圧縮に抵抗する構造的特徴を含む。曲げ方向、または管もしくは骨格の方向は、当該デバイスの構造的特徴によって、向きが変えられ、そして制御される。
この骨格の構造は、金属ワイヤから構築することができ、ステンレス鋼またはニチノール(Nitinol)または他の材料であってよい。ニチノールのワイヤ構造は、適切な形状(又はジオメトリ(geometry))にヒートセット(heat-set)され得る。
別の革新(又はイノベーション)は、その負荷耐性容量(load carrying capability)を最大化するような方法でのアンカーワイヤ(複数)の骨格(又はスケルトン)への取り付け(又はアタッチメント(attachment))である。アクチュエータのメカニズム(又は駆動装置の機構(actuator mechanism))によって、増加した可撓性(又はフレキシビリティ)のためのワイヤケーブルが使用され、このワイヤケーブルは、近位の端部(又は近位端)から走り、骨格の管のアクチュエーション位置(又は駆動位置(actuation points))の構成要素(又は特徴又はフィーチャ(features))のまわりに巻き付け(又は輪留め又はループされて)(looped around features)、近位の端部へと戻る。両方の端部がともに固定されて、この組(又は対又はペア)を通して、負荷(又はロード)が加えられる。典型的なデバイスは、アクチュエータを含み、このアクチュエータは、遠位の端部において、コントロールリングに溶接されるものである。このコントロールリングは、シースに負荷を与える。ワイヤまたはケーブルを溶接することによって、アクチュエータの有効断面積が、熱影響部(ヒート・アフェクト・ゾーン(heat affected zone))(熱影響部は、このワイヤの強度を顕著に減少させて、溶接されていないワイヤの負荷容量(load capability)よりも低い負荷容量をもたらすものである)として、劇的に減少される。近位の端部の構成要素(又は特徴又はフィーチャ(feature))にワイヤを巻き付けること(又は輪留め又はループ)によって、アクチュエータの強度を維持する。
従って、ここで示され、説明されるものは、1つの面(又は平面又はプレーン)での運動を可能にするための一体式のヒンジ(又は必須のヒンジ(integral hinges))を有するレーザーでカットされた管(又はレーザー・カット・チューブ(laser cut tube))である。また、ここで示され、説明されるものは、ワイヤで形成された骨格(又は骨格構造又はスケルトン)であり、これは、ヒートセットニチノール(heat set nitinol)から作製されてよい。
操縦可能なカテーテルのための管または骨格が提供され、これは、円筒状ボディ(又は円筒状の本体)を含み、このボディは、曲げ部分の構造を含むものであり、それにより、少なくとも1つの曲げ方向に曲げることが可能となり、そして、少なくとも1つの曲げ方向を横切る方向に曲がることに抵抗するものである。円筒状ボディは、以下(の構造)から形成されてよい:
レーザーでカットされた金属の管(又はレーザー・カット・メタル・チューブ(laser cut metal tube))であって、曲げセグメントを提供するように形成されたもの、
ワイヤ(複数)であって、曲がり、互いに接続されていて、曲げセグメントを提供するもの、または、
1以上のコイル状ワイヤであって、軸状支持ワイヤとともに、かかる軸状支持ワイヤが、コイルに取り付けられていて、1以上の曲げ方向を規定し、それにより、曲げセグメントを形成するもの。
それぞれの実施形態は、軸方向に硬い(又は硬質又は剛性)(stiff)の構造を含み、この構造は、管または骨格の内部のプルワイヤを引っ張って、曲げ運動を引き起こすとき、圧縮に耐えるものである。
軸方向に硬い構造は、以下(の構造)を含んでよい:
背骨(又は背骨構造又はバックボーン(backbone))、
整列したピボット構造(又はピボット構造の整列)(ワイヤエレメントが軸方向に延在する部分に接続されている)、または、
軸方向に延在する支持ワイヤまたはロッド。
2以上の曲げ部分が管または骨格に提供されてよく、そのそれぞれが、様々な(又は異なる)曲げ方向を有してよい。
複雑(又は複合的)な曲げ形状(complex bending shapes)が、曲げ部分に沿って、回転された位置において、セグメント(複数)を配列させることによって、提供されてよい。
第1の態様として、カテーテルのための骨格(又は骨格構造又はスケルトン(skeleton))が提供され、当該骨格は、
第1端部と第2端部とを有する円筒状ボディを含む曲げ部分であって、前記曲げ部分は、予め決められた曲げ方向に曲がるように構成されていて、前記曲げ部分は、複数のセグメントを含み、該セグメントが、前記曲げ部分において、互いに隣接して連続して配置されている、曲げ部分と、
前記円筒状ボディの少なくとも一方の側部(又は側面)に沿って延在する軸状支持構造であって、前記軸状支持構造は、可撓性(又はフレキシブル)であり(又は撓むことができ)、前記予め決められた曲げ方向に曲がる(ベンド)(being)ことはできるものの、軸方向の圧縮には抵抗することができる、軸状支持構造と、
を含み、
前記曲げ部分は、プルワイヤを受けるように構成されていて、該プルワイヤは、前記予め決められた曲げ方向の方向において、前記円筒状ボディの内側壁に沿って延在し、前記プルワイヤは、引く力を受けるために、第1端部に留められていて、第2端部を超えて延在し、前記曲げ部分は、前記プルワイヤに働く引く力に応答して、前記予め決められた方向に曲がるように構成されている。
第2の態様として、前記曲げ部分が、金属の管から形成されている、第1の態様の骨格が提供される。
第3の態様として、前記金属の管が、
前記軸状支持構造としての背骨部分と、
前記金属の管への複数のワイドカットであって、前記背骨構造に対向していて、前記セグメントを形成する、ワイドカットと、
を含む、第2の態様の骨格が提供される。
第4の態様として、前記金属の管は、前記軸状支持構造として、ピボット構造を含み、該ピボット構造は、前記セグメントのそれぞれを互いに接続するものであり、前記ピボット構造は、前記円筒状ボディの対向する側部(又は側面)に配置されている、第2の態様の骨格が提供される。
第5の態様として、前記曲げ部分は、第1ワイヤおよび第2ワイヤを含み、第1ワイヤおよび第2ワイヤは、セグメントへと形成されるものであり、前記軸状支持構造は、互いに結合される第1ワイヤおよび第2ワイヤの軸方向に延在する部分を含む、第1の態様の骨格が提供される。
第6の態様として、前記曲げ部分は、前記円筒状ボディを提供するコイル状ワイヤを含み、
前記軸状支持構造は、前記円筒状ボディの側部(又は側面)に沿って前記コイル状ワイヤに接続されている少なくとも1つの軸状支持ワイヤまたはロッドを含む、
第1の態様の骨格が提供される。
第7の態様として、前記軸状支持構造は、2本の軸状支持ワイヤまたはロッドを含み、該2本の軸状支持ワイヤまたはロッドは、前記円筒状ボディの対向する側部(又は側面)に沿って延在していて、なおかつ前記コイル状ワイヤに接続されている、第6の態様の骨格が提供される。
第8の態様として、前記円筒状ボディの第1端部に接続されるリングをさらに含む、第1の態様の骨格が提供される。
第9の態様として、前記曲げ部分は、第1曲げ部分であり、さらに、
第1曲げ部分に接続される第2曲げ部分を含み、
第2曲げ部分は、前記第1曲げ部分の予め決められた曲げ方向とは異なる予め決められた曲げ方向を有する、
第1の態様の骨格が提供される。
第10の態様として、第1曲げ部分と、第2曲げ部分との間に接続されるリングをさらに含む、第9の態様の骨格が提供される。
第11の態様として、前記セグメントの構造が、前記曲げ部分の複雑な曲げ形状を提供するために、前記円筒状ボディの軸のまわりにおいて、互いに対して回転した状態である(又は回転して配置されている)、第1の態様の骨格が提供される。
第12の態様として、カテーテルをガイドするための方法が提供され、当該方法は、
第1端部と第2端部とを有する円筒状ボディの一部を曲げることであって、該曲げは、予め決められた曲げ方向に曲がるように構成された曲げ部分で発生し、前記曲げ部分は、複数のセグメントを含み、該セグメントが、前記曲げ部分において、互いに隣接して連続して配置されていること、
前記円筒状ボディの少なくとも一方の側部(又は側面)を軸方向に支持することであって、このように軸方向に支持することによって、撓む(又は曲がる又はフレキシブルに曲がる)ことを可能にして、前記予め決められた曲げ方向に曲がること(又はベンド)はできるものの、軸方向の圧縮には抵抗することができるようにすること、
前記予め決められた曲げ方向の方向において、前記円筒状ボディの曲げ部分の内側壁に沿って延在するプルワイヤを受けることであって、前記プルワイヤは、引く力を受けるために、第1端部に留められていて、第2端部を超えて延在し、前記曲げ部分は、前記プルワイヤに働く引く力に応答して、前記予め決められた方向に曲がる(又はベンドする)ように構成されていること
を含む。
他の改変や変更は、当業者によって示唆され得るが、かかる改変や変更は、本発明者の意図するものであり、当該分野への貢献の範囲内に合理的かつ適切に入るものとして、すべての変更や改変が、これらに関して権利化される特許の範囲内に含まれる。
本明細書の開示内容は、以下の態様を含み得る。
(態様1)
カテーテルのための骨格であり、当該骨格は、
第1端部と第2端部とを有する円筒状ボディを含む曲げ部分であって、前記曲げ部分は、予め決められた曲げ方向に曲がるように構成されていて、前記曲げ部分は、複数のセグメントを含み、該セグメントが、前記曲げ部分において、互いに隣接して連続して配置されている、曲げ部分と、
前記円筒状ボディの少なくとも一方の側部に沿って延在する軸状支持構造であって、前記軸状支持構造は、可撓性であり、前記予め決められた曲げ方向に曲がることはできるものの、軸方向の圧縮には抵抗することができる、軸状支持構造と、
を含み、
前記曲げ部分は、プルワイヤを受けるように構成されていて、該プルワイヤは、前記予め決められた曲げ方向の方向において、前記円筒状ボディの内側壁に沿って延在し、前記プルワイヤは、引く力を受けるために、第1端部に留められていて、第2端部を超えて延在し、前記曲げ部分は、前記プルワイヤに働く引く力に応答して、前記予め決められた方向に曲がるように構成されている、
骨格。
(態様2)
前記曲げ部分が、金属の管から形成されている、態様1に記載の骨格。
(態様3)
前記金属の管が、
前記軸状支持構造としての背骨部分と、
前記金属の管への複数のワイドカットであって、前記背骨構造に対向していて、前記セグメントを形成する、ワイドカットと、
を含む、態様2に記載の骨格。
(態様4)
前記金属の管は、前記軸状支持構造として、ピボット構造を含み、該ピボット構造は、前記セグメントのそれぞれを互いに接続するものであり、前記ピボット構造は、前記円筒状ボディの対向する側部に配置されている、態様2に記載の骨格。
(態様5)
前記曲げ部分は、第1ワイヤおよび第2ワイヤを含み、第1ワイヤおよび第2ワイヤは、セグメントへと形成されるものであり、前記軸状支持構造は、互いに結合される第1ワイヤおよび第2ワイヤの軸方向に延在する部分を含む、態様1に記載の骨格。
(態様6)
前記曲げ部分は、前記円筒状ボディを提供するコイル状ワイヤを含み、
前記軸状支持構造は、前記円筒状ボディの側部に沿って前記コイル状ワイヤに接続されている少なくとも1つの軸状支持ワイヤまたはロッドを含む、
態様1に記載の骨格。
(態様7)
前記軸状支持構造は、2本の軸状支持ワイヤまたはロッドを含み、該2本の軸状支持ワイヤまたはロッドは、前記円筒状ボディの対向する側部に沿って延在していて、なおかつ前記コイル状ワイヤに接続されている、態様6に記載の骨格。
(態様8)
前記円筒状ボディの第1端部に接続されるリングをさらに含む、態様1に記載の骨格。
(態様9)
前記曲げ部分は、第1曲げ部分であり、さらに、
第1曲げ部分に接続される第2曲げ部分を含み、
第2曲げ部分は、前記第1曲げ部分の予め決められた曲げ方向とは異なる予め決められた曲げ方向を有する、
態様1に記載の骨格。
(態様10)
第1曲げ部分と、第2曲げ部分との間に接続されるリングをさらに含む、態様9に記載の骨格。
(態様11)
前記セグメントの構造が、前記曲げ部分の複雑な曲げ形状を提供するために、前記円筒状ボディの軸のまわりにおいて、互いに対して回転した状態である、態様1に記載の骨格。
(態様12)
カテーテルをガイドするための方法であり、
第1端部と第2端部とを有する円筒状ボディの一部を曲げることであって、該曲げは、予め決められた曲げ方向に曲がるように構成された曲げ部分で発生し、前記曲げ部分は、複数のセグメントを含み、該セグメントが、前記曲げ部分において、互いに隣接して連続して配置されていること、
前記円筒状ボディの少なくとも一方の側部を軸方向に支持することであって、このように軸方向に支持することによって、撓むことを可能にして、前記予め決められた曲げ方向に曲がることはできるものの、軸方向の圧縮には抵抗することができるようにすること、
前記予め決められた曲げ方向の方向において、前記円筒状ボディの曲げ部分の内側壁に沿って延在するプルワイヤを受けることであって、前記プルワイヤは、引く力を受けるために、第1端部に留められていて、第2端部を超えて延在し、前記曲げ部分は、前記プルワイヤに働く引く力に応答して、前記予め決められた方向に曲がるように構成されていること
を含む、方法。

Claims (6)

  1. カテーテルのための骨格であり、当該骨格は、第1端部と第2端部とを有する円筒状ボディを含み、
    前記円筒状ボディは、曲げ部分と、該円筒状ボディの少なくとも一方の側部に沿って延在する軸状支持構造とを含み、
    前記曲げ部分および前記軸状支持構造はともに金属の管から形成されていて、
    前記金属の管が、前記軸状支持構造としての背骨部分を含み、
    前記金属の管が、前記曲げ部分において複数のワイドカットを含み、該ワイドカットは前記背骨部分に対向するように位置付けられており、
    前記曲げ部分は、予め決められた曲げ方向に曲がるように構成されていて、前記曲げ部分は、前記ワイドカットによって形成された複数のセグメントを含み、該セグメントが、前記曲げ部分において、肋骨部分として、互いに隣接して連続して配置されていて
    前記軸状支持構造は、可撓性であり、前記予め決められた曲げ方向に曲がることはできるものの、軸方向の圧縮には抵抗することができ
    前記曲げ部分は、プルワイヤを受けるように構成されていて、該プルワイヤは、前記予め決められた曲げ方向の方向において、前記円筒状ボディの内側壁に沿って延在し、前記プルワイヤは、引く力を受けるために、第1端部に留められていて、第2端部を超えて延在し、前記曲げ部分は、前記プルワイヤに働く引く力に応答して、前記予め決められた方向に曲がるように構成されている、
    骨格。
  2. 前記金属の管は、前記軸状支持構造として、ピボット構造を含み、該ピボット構造は、前記セグメントのそれぞれを互いに接続するものであり、前記ピボット構造は、前記円筒状ボディの対向する側部に配置されている、請求項1に記載の骨格。
  3. 前記円筒状ボディの第1端部に接続されるリングをさらに含む、請求項1に記載の骨格。
  4. 前記曲げ部分は、第1曲げ部分であり、さらに、
    第1曲げ部分に接続される第2曲げ部分を含み、
    第2曲げ部分は、前記第1曲げ部分の予め決められた曲げ方向とは異なる予め決められた曲げ方向を有する、
    請求項1に記載の骨格。
  5. 第1曲げ部分と、第2曲げ部分との間に接続されるリングをさらに含む、請求項4に記載の骨格。
  6. 前記セグメントの構造が、前記曲げ部分の複雑な曲げ形状を提供するために、前記円筒状ボディの軸のまわりにおいて、互いに対して回転した状態である、請求項1に記載の骨格。
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