JP7061340B2 - 体管腔の偏向のためのシステムおよび方法 - Google Patents

体管腔の偏向のためのシステムおよび方法 Download PDF

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Description

関連出願への相互参照
本発明は「System and method for deflection of a body lumen」という表題で2016年11月23日にGregory G.Bruckerらによって出願された米国仮特許出願第62/426,223号の35U.S.C.§119(e)下での優先権の利益を主張するものであり、当該文献は全体として参照により本明細書に組み込まれるものとする。
本発明の実施形態は、概して、心房-食道瘻の形成の可能性を最小限にすべく、心房細動の処置のアブレーション手術中に食道を心臓から離す等の治療を行う間、身体の器官に対する意図しない損傷を実質的に減らす或いはなくすために、体管腔の位置を変えることを目的とする、体腔内の管腔の偏向のためのカテーテルに関する。本発明は、その伸縮性を軽減するために体腔を拡大するための、拡張カテーテル、および体内部のその自然な位置から体管腔を移動するための、拡張カテーテル内に付けられた、または位置付けられた偏向機構を含む。
体管腔の偏向用装置は、偏向が生じる機構によって分類され、すなわち偏向は:機械的または拡張可能である。機械的な偏向は、体腔内の体管腔の部分の位置を変えるために体管腔内に位置された可撓管に挿入されたスタイレット等の、あらかじめ弯曲した要素を使用する。あるいは、ワイヤは可撓管、およびチューブを弯曲し体管腔を所望の距離に移動するために使用されるワイヤ張力内に収容することができる。拡張可能な偏向は、より小さな直径から大きな直径までの拡張に際し体管腔を拡張した要素の弯曲によって位置を変えるように、あらかじめ定められた弯曲を収容している要素、例えばバルーンを使用する。両方の偏向機構は、主にほとんどの体管腔の伸縮性のため、体腔内の体管腔の位置を変えるための臨床的利点を制限する。例えば、心臓のアブレーション治療を使用する心房細動の処置では、多くの場合致命的になりうる心房の食道瘻の形成を防ぐため、或いは食道周囲の迷走神経の損傷を防ぐために、左心房の後部壁近くの領域の食道の位置を変えることが望ましい。食道の直径および伸縮性は、臨床のリスクを減らすために、前述の偏位方法が適切に食道の位置を変える性能を制限しており、それによって、それらの臨床の値を制限する。
チューブ、およびそこに収容されている偏向手段を典型的に使用する機械装置について、装置の直径は、それが挿入される管腔より概して小さい。装置と体管腔との間の直径差によって、機械装置の最初の偏向は初めに、管腔の壁のいくつかの態様と係合するように移動し、体管腔の管腔の壁上の集中的な力載荷、および体管腔の伸縮性のために、その後、一層高い縦横比を用いて、体管腔の横の断面のプロファイルを円形から楕円形に変える。効果的には、たとえ装置の著しい側方の動きがあっても、他の体構成に関する体管腔の中心線の動きは、実質的に軽減される。大径チューブはこれらの前述の効果を最小化するために使用することができるが、装置が大きくなるとともに、それらはより堅くなり、挿入をさらに複雑にし、付随的な組織損傷のリスクをより高める。例えば、食道の適用において、偏向装置は通常、鼻または咽喉のどちらかを通って挿入され、これは、それぞれ、装置直径を3mm(0.118インチ)および9mm(0.354インチ)に制限し、一方で食道の直径は15から30mm(0.591から1.181インチ)の範囲である。概してこれは、3.0から4.0cm(1.18から1.57インチ)である更に望ましい範囲で、食道の側方の動きを約2.0cm(0.787インチ)に制限する。
体管腔の直径程度まで拡大する要素を有する拡張可能な装置について、拡張可能な要素は概して、拡大した際に前もって調整された弯曲を有する。使用中、あらかじめ弯曲した要素は初めに体管腔を係合するために拡張し、次に、継続的な拡張に際して、その通常の経路から体腔を通って体管腔を偏向する。偏向機構のこのタイプの最も一般的な実装は、予めに形成されたバルーンまたは弯曲したワイヤメッシュである。これらの装置の利点は、装置の弯曲がその通常の経路からの体管腔の中心線の更なる動きを結果としてもたらすように、それらが体管腔の直径および円形を維持するということである。拡張可能な装置の不利益は、偏向に必要なより高い力であり、これはより高圧のバルーンまたは、より厚いメッシュワイヤに変換され、それらの拡張していない状態では、より堅い装置および大きな直径の交差プロファイルを結果としてもたらし、どちらも体管腔を損傷する可能性があり、臨床的に不適当である。
前述の不利益に加えて、体管腔内の偏向装置の位置を変える場合、機械的な偏向装置および拡張可能な装置のどちらも追加の工程を必要とする。偏向機構は装置の一体型の部分であるので、偏向装置は体管腔内で位置を変える前にその中立状態に戻されるに違いない。最低でも、これは追加の手順の時間を必要とし、ここで偏向装置の操作中に患者をさらなるリスクにさらす可能性がある。
米国特許第7,621,908号は、Steven W.Millerによる「Catheter for Manipulation of the Esophagus」という表題で、2009年11月24日に付与され、参照により全体として本明細書に組み込まれ、食道に挿入される長い可撓管からできている、心臓の房に関して食道の位置を変位させて固定するための食道のカテーテルを記載する。制御ワイヤは、カテーテルの形を変えて、心房性のRFアブレーションに起因する食道瘻のリスクを減らすべく心臓に関する食道を変位するように、チューブに関連する。
米国特許第8,529,443号は、by James D.Maloneyによる「Nasogastric Tube for Use during an Ablation Procedure」という表題で、2013年9月10日に付与され、参照により全体として本明細書に組み込まれ、アブレーション手術中に食道を偏向させるための経鼻胃管を提供するための本発明の実施形態を記載する。1つの実施形態によれば、経鼻胃管は、近位および遠端部を有する少なくとも1つの管腔を含む可撓管、および少なくとも1つの体腔内に位置決めされ、近位および遠端部間でチューブの部分を偏向するように、弯曲したプロファイルを仮定すべく機械的に始動するように構成される食道のデフレクターを含む。食道のデフレクターは、食道の心臓の後ろの部分がアブレーション位置から遠ざけて偏向させられるように、食道の心臓の後ろの部分に近似のチューブの部分を偏向するように構成される。
米国特許第8,273,016号は、Martin F.O’Sullivanによる「Esophageal Isolation Device」という表題で、2012年9月25日に付与され、参照により全体として本明細書に組み込まれ、患者の食道を患者の心臓の左心房のアブレーション位置から遠ざけて偏向させるための食道隔離カテーテルを記載する。カテーテルは長方形のカテーテル本体および偏向可能な部分を含む。1つの実施形態において、カテーテルは、カテーテル本体の遠端部に取り付けられた偏向可能な中間の部分、および中間部分の遠端部に取り付けられた概して直線の先端部分を含む。本実施形態において、カテーテルは2つのプルワイヤを含み、一つは他方に近位でしっかり固定される。中間部分は、概してC-形状か、オメガ形状(Ω-形状)弯曲を形成するために偏向する。代替的な実施形態において、カテーテルは、カテーテル本体の遠端部に取り付けられた偏向可能な先端部分を含む。本実施形態において、カテーテルはたった1つのプルワイヤを含む。先端部分は、偏向の際の食道への損傷を防ぐために非外傷性の設計を有する先端電極を伴う。
米国特許第8,454,588号は、Gregory B.Riekerらによる「Method and Apparatus to Prevent Esophageal Damage」という表題で、2013年6月4日に付与され、参照により全体として本明細書に組み込まれ、遠位端、制御された弯曲部分、および可撓性を有する部分を有する細長い本体を含む、食道を動かすことための装置を記載する。ハンドルは、制御された弯曲部分の弯曲を調節するため可撓性を有する部分に連結される。制御された弯曲部分の長さは、食道の胸の部分の長さより小さい。さらに、食道の外部の施術範囲の治療手順中に食道の弯曲を調節する方法は、遠位端と制御された弯曲部分と可撓性とを有する部分を有する細長い本体を食道内で位置決めすること、および食道と食道の外部の施術範囲間の距離を伸ばすために、制御された弯曲部分の弯曲を調節することを含む。
米国特許第9,119,927号は、Jerry B.Ratterreeらによる「Apparatus and Method for Intubating Humans and Non-Human Animals」という表題で、2015年9月1日に付与され、参照により全体として本明細書に組み込まれ、装置、およびヒトまたはヒト以外である動物患者に挿管するための対応する方法を記載する。幾つかの実施形態において、本発明は麻酔と救急医療の分野で使用される。幾つかの実施形態において、本発明は、気管を密封するための複数のブレイン(blaine)を有する統合されたBlaine Bafflex Systemを含む挿管チューブを提供し、ここでは挿管チューブは単一の材料から形成される。幾つかの実施形態において、システムの各ブレインの形状と外部の周囲は、挿管チューブ(例えば、小児科の患者または成人患者への挿管用、或いは小動物または大きな動物への挿管用)の所望の使用に従って選択される。幾つかの実施形態において、挿管チューブが患者に挿入されてブレインが曲がる場合、ブレインのどれも、それらの最も近い近隣と重ならないように、連続するブレインの間の距離は選択される。
米国特許第2011/0082488は、Imran K.Niaziにより「Intra-Esophageal Balloon System」という表題で、2011年4月7日に付与され、参照により全体として本明細書に組み込まれ、バルーンなどの、膨張式の本体の選択的な膨張のための、口腔を通って患者の食道へ受け入れられる装置およびシステムを開示する。膨張式の本体は、加圧された流体供給源に動作可能に連結される。膨張式の本体には比較的可撓性を有する部分および比較的可撓性を有しない部分がある。加圧された流体が本体を膨張させるために本体に送られる場合、可撓性を有する部分は可撓性を有しない部分より拡張し、患者の左心房上で手術を行なう間での偶発的な損傷を回避すべく、アブレーション位置から離れた食道の非対称の拡張および動きを、結果としてもたらす。この動きは、心臓から反対または直接的に離れることもあれば、或いは食道がアブレーション位置と横隔神経との間に挟まれる場所まで心臓に対して横向きであってもよい。供給された流体は、バルーンの位置決めを助けるために、それを画像化するのを可能にする放射線不透過性の液体かもしれない。液体は加えて、患者の体温と比較して、比較的冷たいかもしれないので、周辺領域に適用された熱に対するヒートシンクとして役立つ。
米国特許第2015/0245829は、Shawn K.Fojtikにより「Expandable Device for Positioning Organs」という表題で、2015年9月3日に付与され、参照により全体として本明細書に組み込まれ、選択的に被験体の身体内の1つ以上の臓器を位置づける、そうでなければ操作するように構成される位置決め装置を開示する。位置決め装置は、非拡張または崩壊した状態、および拡張状態との間を選択的に移行させられるように構成される形成された拡張可能な要素を含む。拡張状態では、拡張可能な要素は臓器の位置を変える、そうでなければ操作する。位置決めまたはそうでなければ臓器を操作するための方法と同様に、位置決め装置を含むシステムも開示される。
外科手術および他の目的のために管腔を位置決めするための使用において、体管腔の偏向のための改善されたシステムの必要性がある。
幾つかの実施形態において、本発明は、可撓性を有する標的管腔の一部を変位するための装置を提供し、ここで装置は以下を含む:内部に第1のカテーテルシャフト管腔を有するカテーテルシャフトであって、前記第1のカテーテルシャフト管腔はカテーテルシャフトの長さの少なくとも一部を通って伸びる、カテーテルシャフト、複数の膨張および縮小可能なバルーンであって、カテーテルシャフトに沿って位置付けられ、第1のカテーテルシャフト管腔に動作可能に連結され、機器の拡張された第1の部分を形成すべく可撓性を有する標的管腔内で直径を拡張するように構成された、複数の膨張および縮小可能なバルーン、側方の偏向機構であって、カテーテルシャフトに動作可能に連結され、可撓性を有する標的管腔を側方に偏向するために、可撓性を有する標的管腔内で機器の拡張された第1の部分を側方に偏向するように構成される、側方の偏向機構。
身体の管腔の操作のための本発明の幾つかの実施形態は、更に確実な位置決め、より大きい体管腔偏向およびより容易な臨床的使用の利点を得るべく、拡張可能な要素アプローチと機械的なアプローチを組み合わせるように設計されている。これらの利点は、これらの望ましい臨床的利点をまとめて提供する3つの機能に由来する。第一に、その外面に取り付けられた1つ以上の拡張要素を伴うカテーテルシャフトを含む拡張カテーテルである。拡張要素は、操作された際にその伸縮性と変形能を軽減するべく、体管腔を拡大する役目をし、拡張カテーテルと体管腔との間の結びつきを有効的に固定する。第二に、偏向機構は、カテーテルシャフト内に存在し、操作された際、拡張要素に接する体管腔を同時に変位する間に、カテーテルシャフトをその中立状態から少なくともカテーテルシャフトの一部が側方に変位する弯曲した状態まで逸脱させる。第三に、拡張カテーテルおよび偏向機構が別の存在である実施形態において、偏向機構のない拡張カテーテルは、体管腔内により容易に導入され、かつ位置決めされ、体管腔への損傷が少ないことを結果としてもたらす。一度偏向機構が拡張カテーテルに挿入されれば、体構成に関する拡張カテーテルの偏向された部分の場所を変えることは、拡張要素を完全に拡張することで容易に達成される。
体管腔の変位のための拡張要素および偏向カテーテルとして多数のバルーンを組込む、本発明の1つの実施形態において、心房細動の処置ために心臓のアブレーション手術と共に使用された場合、以下のように進行する:ガイドワイヤは食道への鼻の通路または口を通過する。しぼんだ状態のそのバルーンを伴う拡張カテーテルはガイドワイヤを介して、所望の場所に位置決めされた食道および拡張カテーテルの中へ渡される。バルーンは、その後、食道のほぼ直径まで、個々にまたは集団的に膨張し、食道内のカテーテルシャフトを固定する。ガイドワイヤは、使用された場合、拡張カテーテルから取り除かれ、偏向機構を拡張カテーテルの中央管腔に挿入され、そこで左心房に対し食道の位置を変えるための所望の場所で位置決めされる。偏向機構をその後弯曲させ、弯曲の程度および平面を蛍光透視などの画像診断法を使用して評価する。幾つかの実施形態において、拡張カテーテルの偏向された部分の場所および方向を、偏向機構を長手方向に動かすことまたはカテーテルシャフト内でそれを一回転させることで変更する。手順の終わりに、偏向機構をその中立状態へ戻し、拡張カテーテルから取り除く。幾つかの実施形態において、バルーンをその後しぼめ、拡張カテーテルを食道および、口または鼻の通路から取り除く。本発明の幾つかの実施形態において、静脈、動脈、尿道、ファロピウス管、および胃腸管の様々なセグメントなどの他の体管腔の偏向は、本発明を使用して達成される。
幾つかの実施形態において、多数の利点は、様々な臨床の適用における本発明の使用に由来する。例えば、心房細動の処置のための心臓のアブレーションでは心房性の食道瘻の形成または食道周囲の迷走神経の網状組織の損傷を引き起こす可能性を軽減するために、食道を左心房に対してその自然な状態から離して偏向することができる。幾つかの実施形態において、これらの利点は、以下のように要約される機能の1つ以上の組み合わせに由来する:第一に、幾つかの実施形態において、多数の小さなバルーンの使用は、偏向中に拡張カテーテルが食道内のその配列を維持することを可能にする。第二に、幾つかの実施形態において、複数小さなバルーンの使用は、拡張カテーテルの長さに沿った関節の更なる点を提供し、これは偏向の所望の弯曲および角度を得るために、カテーテルシャフトを更に容易に曲げることを可能にする。第三に、幾つかの実施形態において、バルーンは主に列を維持する目的で使用されるため、操作中に必要なバルーンの圧力は、バルーンが偏向の主な手段としても使用される際に必要とされる力よりも低い。これはバルーンがより薄い壁を伴うことを可能にし、これは本来更に可撓性を有し、より小さな交差プロファイルを有する。第四に、幾つかの実施形態において、偏向機構は拡張カテーテル内で着脱式の要素であり、拡張カテーテルが別れて挿入されているので、拡張カテーテルは、特に著しいねじれの存在下において、体管腔へのより容易な侵入、操縦および通行に対し更に可撓性を有する。第五に、幾つかの実施形態において、偏向機構を収容する拡張カテーテル内の管腔も体管腔への挿入の間にガイドワイヤ管腔として役立ち、それにより体管腔への外傷を減少する。第六に、幾つかの実施形態において、拡張カテーテルから独立した偏向機構の移動は、バルーンが膨張したままの間、体構成に対する弯曲の位置を変えることが更に容易達成されることを可能にする。
本発明の幾つかの実施形態に係る、しぼんだバルーン(170)と挿入されたガイドワイヤとを伴う拡張カテーテル(101)を例示する等角図であって、上記拡張カテーテルは長手方向軸に沿って一列に並ぶ中立状態である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、膨張させたバルーン(170)と挿入された偏向機構とを伴う拡張カテーテル(101)を例示する等角図であって、上記拡張カテーテルは中立状態のその長手方向軸に対して弯曲する。
本発明の幾つかの実施形態に係る、図1Bによって示される平面2A1-2A1を介した、拡張カテーテル(101)の断面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、図1Bによって示される平面2A2-2A2を介した、拡張カテーテル(101)の断面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、図1Bの拡張カテーテル(101)の平面2B-2Bを介した拡張カテーテル(101)の長手方向の断面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、拡張カテーテル(101)のハブ(140)の断面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、カテーテル(221)に沿った複数の拡張した丸く膨らんだ形状部分(270).1、(270).2、...(270).Nを形成するために、機械的に区分される単一のバルーン(270)を使用する、拡張カテーテル(204)の中央の部分(220)の側面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、拡張カテーテルへ挿入のための偏向機構(300)の長手方向の断面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、図3Aの部分3B-3Bの断面図であり、これは偏向機構の要素として長方形のワイヤを例示する。
本発明の幾つかの実施形態に係る、弯曲した構成の偏向機構を例示する。
本発明の幾つかの実施形態に係る、各々が弯曲の単一平面を有するパッシブスタイレットを例示する。 本発明の幾つかの実施形態に係る、各々が弯曲の単一平面を有するパッシブスタイレットを例示する。
本発明の幾つかの実施形態に係る、弯曲の単一平面において2つの弯曲を伴うパッシブスタイレットを例示する。
本発明の幾つかの実施形態に係る、弯曲の2つの異なる平面において2つの弯曲を伴うパッシブスタイレットを例示する。
本発明の幾つかの実施形態に係る、1つの管腔内に収容される一体型の偏向機構を伴う一体型の拡張カテーテルを有する、偏向装置(308)の偏向部分についての側面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、1つの管腔以内に収容される一体型のプルワイヤを伴う拡張カテーテルを含む、偏向装置カテーテルシャフト(321)の断面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、体管腔(99)の変形のない体管腔(99)の側方変位を例示する、体管腔(99)の側断面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、体管腔(99)の側方変位および変形の両方を例示する、体管腔(99)の側断面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、拡張可能な要素としてあらかじめ形成されたワイヤスプラインを使用する偏向装置(520)の側面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、金属ストラップ(561)で螺旋形に巻き付けられた、単一のバルーン(571)を使用する偏向装置(530)の側面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、しぼんだバルーン(671)と共に示された、カテーテルシャフトの周りを螺旋状のパターンで巻きつけられた単一のバルーン(671)を使用する拡張カテーテル(620)の側面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、膨張したバルーン(671)と共に示された、カテーテルシャフトの周りを螺旋状のパターンで巻きつけられた単一のバルーン(671)を使用する拡張カテーテル(620)の側面図である。
図6A1で示される部分6B1-6B1に沿った図6A1の拡張カテーテル(620)の部分的な長手方向の断面図である。
図6A2で示される部分6B2-6B2に沿った図6A2の拡張カテーテル(620)の部分的な長手方向の断面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、カテーテルシャフト(121)がバルーン(673)0)の外部に位置付けられる、複数のバルーン(673)を伴う拡張カテーテル(604)の側面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、しぼんだ状態の単一のバルーン(670)を伴った、拡張カテーテル(640)の側面図であり、ここでカテーテルシャフト(621)は中立状態で偏向されていない構成のバルーン(670)の中心を通過する。
本発明の幾つかの実施形態に係る、膨張した状態および偏向されていない中立の構成の単一のバルーン(670)を伴う、拡張カテーテル(640)の側面図である。
本発明の幾つかの実施形態に係る、膨張した状態の単一のバルーン(670)を伴った、拡張カテーテル(640)の側面図であり、ここでカテーテルシャフト(621)は偏向された構成のバルーン(670)の内部を通過する。
本発明の幾つかの実施形態に係る、しぼんだ状態の単一のバルーン(680)を伴った、拡張カテーテル(650)の側面図であり、ここでカテーテルシャフト(623)は中立状態で偏向された構成のバルーン(680)に沿って密着する。
本発明の幾つかの実施形態に係る、拡張カテーテル(650)の側面図であり、ここで偏向されていない中立状態の構成であるカテーテルシャフト(623)は膨張した状態のバルーン(680)に沿って密着する。
膨張した状態である単一のバルーン(680)を伴う、拡張カテーテル(650)の側面図であり、ここで偏向した状態のカテーテルシャフト(623)はバルーン(680)の側面に沿って密着し、これは本発明の幾つかの実施形態に係る。
以下の詳細は例証目的で多くの細目を含んでいるが、当業者は以下の詳細に対する多くの変形や変化が本発明の範囲内であることを認識するであろう。特定の例は特定の実施形態を例証するために使用されるが;しかしながら、請求項に記載される本発明はこうした例にだけ制限されるように意図されておらず、むしろ付属の請求項の全範囲を含んでいる。これに応じて、本発明の以下の好ましい実施形態は、本発明の主題の一般法則を失うことなく、かつ、本発明の主題に制約を課すことなく述べられている。さらに、好ましい実施形態の以下の詳細な記載では、本発明の一部を形成する添付の図面について言及されており、これらは本発明が実施され得る特定の実施形態を例証する目的で示されている。他の実施形態を利用してもよく、本発明の範囲から逸脱することなく構造的な変化がなされることを理解されたい。図中で示され、本明細書で記載される実施形態は、すべての特定の実施形態には含まれていない特徴を含むこともある。特別な実施形態が記載された特徴のすべての部分集合のみを含むこともあれば、特別な実施形態が記載された特徴をすべて含むこともある。
本発明が、本明細書に個別に記載されている、様々な実施形態および特徴の組み合わせと、部分的組み合わせとを有する実施形態を含んでいるということが、とりわけ企図されている(つまり、要素の組み合わせごとにリストするのではなく、本明細書は代表的な実施形態の説明を含み、参照によって本出願に組み入れられた、特許と出願公開に述べられていた実施形態の機能のうちのいくつかと組み合わされた1つの実施形態からの機能のうちのいくつかを含む実施形態を含む、他の実施形態の機能のうちのいくつかと組み合わされた1つの実施形態からの機能のうちのいくつかを含む、実施形態を熟考する)。さらに、幾つかの実施形態は、本明細書に記載された実施形態のいずれか1つの一部として記載されたすべてのコンポーネントよりも、少ないコンポーネントしか含まない。
同じ参照番号が多くの図で現われる同一の構成要素を指すために使用されるように、図面で現われる参照番号の最初の桁は、その構成要素が最初に導入される図面の番号に対応する。信号と接続は同じ参照番号またはラベルによって参照されることもあり、実際の意味は記載の文脈での使用から明らかになる。
本明細書で参照された特定の記号は、慣習法上のものであることもあれば、出願人または譲受人と提携しているまたは提携していない第三者の登録商標であることもある。こうした記号の使用は、例として有効な開示を与えるためのものであり、請求項に記載された主題の範囲をそのようなマークに関連した材料に制限するとは解釈されないものとする。
本発明の幾つかの実施形態に係る、しぼんだバルーン(170)と挿入されたガイドワイヤとを伴う拡張カテーテル(101)を例示する等角図であって、上記拡張カテーテルは長手方向軸に沿って一列に並ぶ中立状態である。図1Aは、中央管腔に挿入されたガイドワイヤを伴う中立状態の拡張カテーテル(101)を例示しており、上記拡張カテーテルは、鼻の通路または咽喉などの身体開口部への導入される準備ができている。幾つかの実施形態において、拡張カテーテル(101)は2つの主な要素を含む:カテーテル本体(100)およびハブ(140)。ガイドワイヤ(20)はハブ(140)とカテーテル本体(100)の中心を通過し、カテーテル本体(100)の遠位端で抜ける。使用時、可撓性のガイドワイヤ(20)は意図した体管腔に供給され、次に拡張カテーテル(100)の本体はガイドワイヤを超えて体管腔の所望の位置まで体管腔に押し込まれ、その後上記ガイドワイヤは取り除かれ(バルーンを膨張する前後どちらでも)、次に偏向機構が中央管腔(116)から所望の深さの位置まで挿入され(図2C参照)、所望の量の偏向の適用およびハブ(140)のテューイボルスト・ロックおよび密封機構(Tuohy Borst lock-and-seal mechanism)を締め付けることによりその深さでロックされる。
本発明の幾つかの実施形態に係る、膨張させたバルーン(170)と挿入された偏向機構(300)とを伴う拡張偏向カテーテル(102)を例示する等角図であって、上記拡張カテーテルは中立状態のその長手方向軸に対して弯曲する。図1Bは、拡張カテーテル(101)へ挿入される偏向機構(300)を有する拡張偏向カテーテル(101)を例示し、偏向機構は拡張カテーテル(101)の一部を中立状態で長手方向軸から偏向させるために関節式に繋がれている。
図1Aを参照すると、カテーテル本体(100)は、先端部分(110)、関節部分(120)、および近位部分(130)含み、すべて動作可能に連結される。ハブ(140)は、カテーテル本体(100)に動作可能に連結される。
図1Bを参照すると、関節部分(120)はそのカテーテルの外面に接合した少なくとも2つ以上のバルーン(170)(6つのバルーン(170)が図1Bの本実施形態において示される)を有する。各バルーン(170)が蛍光透視によるなど視覚化の用途のためにバルーン(170)の片端の金属リング(160)によって仕切られるように、金属バンド160は、バルーン(170)の間に点在し、最も遠位のバルーンに遠位であり、最も近位のバルーン(170)に近位である。他の実施形態において、バルーン(170)の数は2、3、4、または5つであり、さらに他の実施形態では、バルーン(170)の数は両端値を含む7から10の範囲内、両端値を含む10から15の範囲内、両端値を含む16から30の範囲内、あるいは30以上のバルーン(170)である。
幾つかの実施形態において、部分(110)、(120)および(130)は、例えば、ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル、またはポリエーテルエーテルケトンを含むが、これらに限定されない1つ以上の材料で作られる熱可塑性エラストマーの押出しから作られた(および、もし単一のピースでないなら、その後、端と端をつながれる)カテーテルシャフト(121)を形成する1つ以上の可撓性を有するプラスチックチューブを含む。幾つかの実施形態において、プラスチック管(121)のジュロメーターは、10Aから90Dの範囲内であり、更に典型的には45Dから72Dである。幾つかの実施形態において、カテーテル本体(100)の、部分(110)、(120)および(130)は、内部に位置付けられた偏向機構の動きに対する異なる反応を提供するために、単一のジュロメーター・プラスチックを含むか、カテーテルシャフト(121)に沿ったいくつかのジュロメーターの1つ以上のポリマーを含む。例えば、幾つかの実施形態において、弯曲する必要のない(もしくはさほど弯曲する必要がない)部分(110)および(130)にとってより硬いプラスチックを、偏向の力に応じて曲がる部分(120)にはより柔軟なプラスチックを備えることが役に立つ。あるいは、幾つかの実施形態において、拡張カテーテル(101)の挿入の間に体管腔(99)(図4Aおよび図4Bを参照)に対しての傷または外傷を減らすため、カテーテル(101)の遠位端(110)により柔軟な材料を備えることは有益である。幾つかの実施形態において、カテーテルシャフト(121)の外径は、両端値を含む1から30Fr(0.33から10.0mm)(0.013から0.(130)インチ)の範囲内であり、いくつかのそのような実施形態において、4から9Fr(1.33から3.0mm)(0.052から0.118インチ)である。幾つかの実施形態において、カテーテルシャフト(121)(すなわち管腔(116)の直径)の内径は0.1から10mm(0.004から0.393インチ)の範囲であり、いくつかのそのような実施形態において0.25から2.5mm(0.001から0.098インチ)の範囲内である。幾つかの実施形態において、および本発明の範囲内では、カテーテルシャフト(121)の1つ以上の直径寸法は、異なる外および/または内径を有する(110)、(120)および(130)中の1つ以上の部分を伴って、長手方向に変化する。幾つかの実施形態において、複数のバルーン(170)は、いくつかのバルーン(170)が複数のバルーン(170)の他の直径寸法Dまたは長さ寸法Lと異なる直径Dまたは長さLを有するように、2つもしくはそれ以上の異なる直径寸法D(図2Bを参照)、および/または長さ寸法Lを有する。
図2A1は、本発明の幾つかの実施形態に係る、図1Bによって示される平面2A1-2A1を介した、拡張カテーテル(121)、およびバルーン(170)の断面図である。
図2A2は、本発明の幾つかの実施形態に係る、図1Bによって示される平面2A2-2A2を介した、カテーテルシャフト(121)、およびバルーン(170)の断面図である。幾つかの実施形態において、部分(120)のカテーテルシャフト(121)は外面(112)、管壁(113)を画定する内面(114)を含む。幾つかの実施形態において、壁(113)内に収容されているのは、1つ以上の狭楕円形管腔(118)である。幾つかの実施形態において、各管腔(118)は他の管腔(116)および(118)から分離され、カテーテル本体(100)の全長を横断する。最小では、幾つかの実施形態において、各管腔(116)および/または(118)は、各管腔(116)および/または(118)をハブ(140)内の対応する特徴に動作可能に連結するために、カテーテル本体部分(120)および(130)を横断する。しかしながら、幾つかの実施形態は、それら個々の長さの部分に沿って接合された管腔(116)および/または(118)を組み込み、一方で幾つかの他の実施形態がカテーテル本体(100)の長さに沿ったいくつかの管腔(116)および/または(118)を終端する。幾つかの実施形態において、管腔(116)および/または(118)は、バルーンの膨張および収縮用の流路、および管腔空間内の位置決め計装器具のアクセス手段等、多数の用途を務める。幾つかの実施形態において、図1Aのポート(125)を通るように、管腔(116)および/または(118)は、周囲の管腔体積の空間からの流体の注入または抽出の導管として使用することができる。幾つかの実施形態において、ポート(125)は、管腔(118)のうちの1つに動作可能に接続される。
図2Bは、図1Bの断面図2B-2Bに対応する膨張要素(170)の長手方向の中心線に沿った拡張カテーテル(101)の部分(120)の長手方向の断面図である。図2Bの中で示されるように、バルーン(170)はジョイント(172)でカテーテルシャフト(121)の外面(112)に取り付けられる。図2Bで示されるように、バルーン(170)はそれらの中心領域において丸く膨らんだ形状であり、ここからバルーン(170)の各端部をカテーテルシャフト(121)に接合するための管状部分が伸びる。幾つかの実施形態において、このプロファイルを伴う拡張したバルーン(170)は、弾力がある、もしくは迎合性のある材料から作られる。幾つかの実施形態において、バルーン(170)は、カテーテル表面(112)に取り付けるための各端部で、それらの中心領域、および管状部分(172)で球形を有する。あるいは、幾つかの実施形態において、バルーン(170)は、それらの中心領域において円柱形状、バルーンカテーテルシャフト(121)に取り付けるための管状部分(172)が伸びる各端部に、円錐部分を有する。幾つかの実施形態において、この形状のバルーン(170)は非膨脹性の材料から作られる。図2Bにおいて例示されるように、拡張バルーンは球体または円錐に対して直径Dとして画定される、直径寸法、Dとして画定され、カテーテルシャフト(121)の外面(112)へ接触するためにバルーンのいずれかの端部に位置付けられるバルーンステム間の最短距離として画定される長さ、Lとによって確定される。バルーンのL/D比率は、その設計直径または圧力に拡張した時、その直径、D、で割られたバルーン、L、の長さとして画定される。本発明の幾つかの実施形態については、L/D比率は、0.5と10.0の間の範囲であり、好ましくは1.0と5.0の間、および最も好ましくは1.0と3.0の間の範囲である。
より小さなL/D比率のバルーン(170)を利用する拡張偏向カテーテル装置(102)は、ヒンジ点の数の増大により、食道の中心線に沿った装置のより良好な配列を有する。これは、より多くの装置の湾曲を体管腔(99)の偏向に効果的に変換する。しかしながら、より小さなL/D比率はより多くのバルーン(170)を必要とし、これは設計の複雑さおよび製造コストを増加する。
幾つかの実施形態において、バルーン(170)は、加圧された際に伸びる、弾力があるか迎合性のある材料で作られている。適切な材料は、様々なジュロメーターのシリコン、様々なジュロメーターのラテックスゴム、および低いジュロメーターのポリウレタン、およびC-Flex(登録商標)などの低いジュロメーターのプラスチック材料の混合物を含むが、これらに限定されない。他の実施形態において、バルーン(170)は、固定形状を有しかつ、しぼんだ状態ではカテーテルシャフトに巻き付けられて、加圧された際に広げられる、非迎合性材料で作られる。幾つかの実施形態において、そのような材料は様々なジュロメーターナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、異なるポリマー族のポリエステルおよび混合物を含む。幾つかの実施形態において、ジョイント(172)は、バルーンの拡張および収縮の目的のためにバルーンの内部空間を加圧することができるような、流体密封を形成する結合部である。一般的に、そのようなジョイントは、バルーンとカテーテルシャフトの材料を接合するのにふさわしい接着剤を使用して形成される。適切な接着剤の例は、Dymax1161などの紫外線硬化型接着剤、およびヘンケル4014などのシアノアクリレートである。あるいは、幾つかの実施形態において、結合部は、材料を混合させ均質な材料を形成するのに十分なある温度と圧力で、バルーンとシャフト材料の両方を、再度流すことで、熱形成される。あるいは、幾つかの実施形態において、カテーテルシャフト材料に対してバルーン材料を圧縮し、2つの表面を互いと密接に接触させて、結果として流体密封をもたらすために、機械的結合部は強剛なリングを使用して形成される。幾つかの実施形態において、リングは、ステンレス鋼、ニチノール、ニッケル、銅またはあらゆる他の柔軟な金属材等の1つ以上の金属から作られる、あるいはそれらを含む。幾つかの実施形態において、リングは、ナイロン、ポリエステル、ポリカーボネートまたはPEEK等の1つ以上の高強度のプラスチックから作られる、あるいはそれらを含む。幾つかの実施形態において、穴(174)は、バルーン(170)の内部空間内のカテーテルシャフト(121)に位置付けられる。幾つかの実施形態において、穴(174)は典型的にはスカイブであり、これは管腔(118)の下にある通路にバルーン(170)の内部空間を動作可能に連結するために、管腔(118)から外面層を取り除く。幾つかの実施形態において、多数のバルーンの内部空間は、各々が内部スカイブ穴(174)を介して、単一の管腔(118)に接続され、それによって全てのバルーンが一度に膨張し、一方で他の実施形態では、各バルーン(170)がそれ自体専用の管腔(118)に接続され、分離した個々のバルーンの膨張/収縮を可能にする。幾つかの実施形態は、2つのアプローチの組み合わせを使用し、ここでは1つ以上のバルーン(170)が複数管腔(118)の各1つに連結される。
図1Bは、可視化(例えばX線または蛍光透視を使用して画像化された時)の目的のために、各バルーンを仕切るためのカテーテル本体部分(120)に沿って位置されたマーカーバンド(160)を示す。幾つかの実施形態において、マーカーバンド(160)は蛍光透視下で見えるように放射線不透性物質で作られている。幾つかの実施形態において、バンドはステンレス鋼、ニチノール、ニッケル、銅またはあらゆる他の柔軟な金属等の金属で作られる(またはそれらを含む)。幾つかの実施形態において、リング(160)は、図2Bの中で示されるように、ジョイント(162)でカテーテルシャフトの外面(112)に粘着的に接合される。幾つかの実施形態において、リングは、締まりばめを形成するために外面(112)上に機械的に圧着される。幾つかの実施形態において、マーカーバンド(160)に使用されたリングは、カテーテルシャフト(121)と外面(112)に対してバルーン(170)の密封を増強するために、各バルーンステム(172)を超えて位置され、よってマーカバンド(160)が2つの機能、視化のしるし、およびバルーン密封の両方を務めることを可能にする。
幾つかの実施形態において、1つ以上のスカイブ穴(174)はカテーテルシャフトの表面(112)に形成され、カテーテル本体(100)に沿ったあらゆる適切なカテーテル位置に位置付けられる。幾つかの実施形態において、1つ以上のスカイブ穴(176)は、体管腔の内部とおよび、バルーン(170)の外部または周囲の外部環境、およびカテーテルシャフト(121)内に収容されていた1つ以上の管腔(118)に動作可能に連結される。幾つかの実施形態において、1つ以上のスカイブ穴(176)は、ポートとして機能し、このポートを通って流体は、2つのバルーンと体管腔の内表面との間の管腔体積へと注入もしくはそこから抽出される。幾つかの実施形態において、各スカイブ穴(176)およびその動作可能につながれた管腔(118)は、コンジットとしても機能し、このコンジットを通って、温度プローブ等の計器装備、バルーンと体管腔の内表面との間の管腔の空間へ挿入される。
図2Cは、図1Aのハブ(140)の1つの実施形態を図示する。ハブ(140)の中心は、1つ以上の側部アーム(145)および/または(146)が動作可能に連結された長方形のプラスチック部材(142)である。幾つかの実施形態において、側部アーム(145)および/または(146)は、注射器のものなどの対になった取り付け物に接続するためにルアーフィッティングに終端となる。側部アーム(145)内に収容されるのは内部管腔(143)であり、側部アーム(146)内に収容されるのは内部管腔(144)である。両管腔(143)および(144)は、中央管腔(141)も収容するハブ(142)の内部へ、あるいは内部を通って伸びる。幾つかの実施形態において、ハブ(140)の遠端部は、カテーテル部分(130)が流体密封(149)を形成するために挿入され粘着的に接合される窪んだ縦穴(139)を収容する。管腔(143)および(144)は、カテーテルシャフト(121)の1つ以上のそれぞれの管腔(118)および/または(118)’と流体連通する。幾つかの実施形態において、キャップ(148)およびガスケット(147)を含むテューイボルストアッセンブリ(138)はプラスチック部材(142)の近位端で取り付けられる。テューイボルストアッセンブリ(138)のキャップ(148)の穴は、ハブ(140)の中央管腔(141)と流体連通し、次にカテーテルシャフト(121)の中央管腔(116)に流体連通する。幾つかの実施形態において、側部アーム(145)および(146)は、いくつかの機能の1つ以上を務める。幾つかの実施形態において、側部アームのうちの1つは、カテーテル本体(100)に取り付けられたバルーンの膨張および収縮に使用される。幾つかの実施形態において、側部アーム(145)および(146)のうちの1つは、図1Aのポート(125)を通って等、送り出しカテーテルと体管腔の内壁との間に収容される管腔のボリュメトリック空間から流体を注入および抽出するために使用される。幾つかの実施形態において、ハブ(140)のテューイボルストアッセンブリ(138)を通った管腔(141)は、体管腔へ拡張カテーテル(101)を挿入する間のガイドワイヤ(20)の収容、あるいは拡張偏向カテーテル装置(102)の形状を変えるための偏向機構(300)の収容に使用される。
図1Aは、各々が図2Bの断面図の中で示されるように、図1Aで示される直線状態、あるいは図1Bで示される弯曲した状態の体管腔において、カテーテルシャフト(121)を有効的に中心に位置付けるために、カテーテルシャフト(121)に別々に付けられた多数のバルーン(170)の使用を例示する。
図2Dにおいて例示されるように、同じ効果は、全面的なバルーン形状に多数のセグメントが取り込まれた単一のバルーンを用いて達成することができる。幾つかの実施形態において、迎合的又は半迎合的な材料を含むバルーン(270)について、装置のX線の位置決めのしるしとしてだけでなく、カテーテルシャフト(221)に対する多数の膨張式のセグメントとして、マーカーバンド(162)が使用され、1つの大きな空間から効果的に複数の密閉された空間を作ることができる。幾つかの実施形態において、半迎合性のある材料または迎合性のない材料を含むバルーン(270)について、区分された幾可学的形状はバルーン形成中にバルーン(270)へ製作され、バルーンステムは、熱(熱を用いてバルーン材料をカテーテルシフト(221)に融合する)、接着剤(迎合性のある接着剤を用いる)、および/または機械的な結合(マーカーバンド(162)を用いる)を用いて2つの端部および/または各中間の場所でシャフトに接合される。
図3Aは、偏向機構(300)の長手方向の断面図を示す。幾つかの実施形態において、偏向機構(300)は4つの重要な要素を含み、すなわち:
(1)伸張ワイヤの動きに応じて偏向する、多数の長手方向の要素を収容する可撓性を有する部分(305);
(2)カラム(340)の内に長手方向に移動する伸張ワイヤ(322);
(3)伸張ワイヤによって生成された力に反応するカラム(340);および
(4)カラム(340)と接触するノブを収容するハンドル(350)。
図3Aを参照すると、偏向機構(300)の外部骨組みは、その遠端部に先端(312)、その近端部にハンドルアッセンブリ(350)が付けられた外側チューブ(310)を含む。幾つかの実施形態において、偏向機構(300)の遠位部分は可撓性を有し弯曲し、一方で近位部分はより強剛で比較的直線のままである。幾つかの実施形態において、可撓性を有する部分(305)は板ばねアッセンブリ(307)を収容する。幾つかの実施形態において、強剛な部分はカラム(340)および伸張ワイヤ(322)を収容している。
幾つかの実施形態において、外側チューブ(310)は、その遠端部で先端(312)、かつその近端部で端部(350)に接合される。外側チューブ(310)は、偏向機構(300)の内部容量のためのコンテナを提供し、図1Aの拡張カテーテル(101)内の挿入および位置決めを助けるために滑らかな外面を収容する。1つの好ましい実施形態において、外側チューブ(310)は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、ETFE(エチレンテトラフロオルエチレン)またはPFA(パーフルオロアルコキシアルカン(perfluoroalkoxy alkane)のテフロン(登録商標)族、あるいはHDPE(高密度ポリエチレン)またはLDPE(低密度ポリエチレン)などのポリエチレン族等の滑らかな材料で作られる。あるいは、ナイロン、ポリエステルまたはポリウレタンなどのあまり滑らかではない材料が、幾つかの実施形態で使用され、およびApplied Membrane Technology’s SilglideTM coating等の当業者によく知られた一般に利用可能な蒸着方法を使用してその外面に滑らかなコーティングを塗布する。外側チューブ(310)は、接合されている材料に迎合性のある接着剤を用いて、遠位端(312)およびハンドル(350)に接合される。
幾つかの実施形態において、外側チューブ(310)の中央管腔内に収容される板ばねアッセンブリ(307)は、長手方向の力がその遠端部に加えられる際、単一の平面で曲がる複合構造を形成する平角線(325)、(330)および(335)を含み、力の放出と同時にその中立状態へ戻る。平角線(325)は、接合点(337)に位置付けられたその最も近端部から端部(312)の最も近端部までが測定された長手方向の長さLを有する。幾つかの実施形態において、平角線(330)は同じ近位の場所(337)で始まり、ワイヤ(325)に沿って(327)に遠位に伸びる(長さLは、ここでLはLよりも短い)。幾つかの実施形態において、平角線(335)は、同じ近位の場所で始まり、ジョイント(332)に遠位に伸びるように同様に構成される(長さL、ここでLはLより短い)。幾つかの実施形態において、ワイヤ(325)、(330)および(335)は、鍛練されたステンレス鋼、ニチノールおよび/または硬化鋼等の高強度の金属、或いはPEEK、ナイロン6/6、ポリイミドまたは液晶ポリマー(LCP)等の高ジュロメーターのプラスチックで作られる。
平角線は、図3Bで示されるように、幅Wおよび高さHによって画定される。本発明の幾つかの実施形態については、Wは、両端値を含む0.25から10mm(0.001から0.39インチ)の範囲内であり、いくつかのそのような実施形態において、Wは、両端値を含む0.5から5mm(0.020から0.197インチ)の範囲内、または両端値を含む1.0から2.5mm(0.039から0.098インチ)である。本発明の幾つかの実施形態については、Hは、両端値を含む0.125から5mm(0.005から0.197インチ)の範囲内、また、いくつかのそのような実施形態において、Hは、両端値を含む0.25から2.5mm(0.001から.098インチ)の範囲内、または両端値を含む0.5から1.25mm(0.020から0.049インチ)である。本発明の幾つかの実施形態については、Lは、両端値を含む11.0から18.0cm(4.33から7.08インチ)の範囲内、およびいくつかのそのような実施形態において、両端値を含む14.0から16.0cm(5.51から6.29インチ)の範囲内である。本発明の幾つかの実施形態については、Lは、両端値を含む6.0から11.0cm(2.36から4.33インチ)の範囲内、およびいくつかのそのような実施形態において、7.0から10.0cm(2.76から3.94インチ)の範囲内である。本発明については、Lは、3.0から9.0cm(1.18から3.54インチ)の範囲であることが可能だが、好ましくは4.0から6.0cm(1.57から2.36インチ)である。
幾つかの実施形態において、板ばねアッセンブリ(307)の遠端部に付けられるのは、ジョイント(315)で平角線(325)に付けられる伸張ワイヤ(322)である。幾つかの実施形態において、伸張ワイヤ(322)の近端部はジョイント(348)でハンドル(350)に付けられる。幾つかの実施形態において、伸張ワイヤ(322)は、鍛練されたステンレス鋼、ニチノール、および/または、他の硬化鋼などの高強度の金属を含む。本発明の幾つかの実施形態については、ワイヤの直径は、両端値を含む0.05から1.0mm(0.002から0.040インチ)の範囲内であり、好ましくは両端値を含む0.1から0.5mm(0.004から0.020インチ)であり、更に好ましくはその数字を含む約0.3mm(0.012インチ)である。幾つかの実施形態において、ジョイント(315)は溶接剤または接着剤を含む。
幾つかの実施形態において、板ばねアッセンブリ(307)の近位端に付けられるのはアダプタ(337)であって、これは平面ワイヤ(325)、(330)および(335)の近端部をしっかり固定し、伸張ワイヤ(322)の通路用の貫通穴(336)も有する。幾つかの実施形態において、平面ワイヤは各アダプタ(337)の遠位側のくぼみへ溶接されるか粘着的に結合される。
幾つかの実施形態において、カラム(340)はアダプタ(337)の近位側に付けられる。幾つかの実施形態において、カラム(340)は、皮下組織チューブなどの壁の薄い金属チューブを含む。幾つかの実施形態において、皮下組織チューブは、硬化ステンレス鋼、ニチノール、および/または他の硬化鋼合金などの高強度の金属、またはPEEK、ナイロン6/6、ポリイミドまたは液晶ポリマー(LCP)などの高ジュロメーターのプラスチックで作られている。幾つかの実施形態において、皮下組織チューブ(340)の外径は、両端値を含む0.5から5.0mm(0.020から0.198インチ)の範囲内であり、更に好ましくは両端値を含む1.0から2.5mm(0.039から0.098インチ)である。本発明の他の実施形態において、カラム(340)は、スピードメーターケーブルの外装板のような密巻ワイヤコイル状チューブを含む。幾つかの実施形態において、ワイヤ組成は、ステンレス鋼、ニチノール、および/または鍛練された硬化鋼合金等の高強度の金属を含む。幾つかの実施形態において、ワイヤの直径は、両端値を含む0.05から1.0mm(0.002から0.039インチ)の範囲内である。幾つかの実施形態において、ワイヤコイル構造の外径は、両端値を含む0.5から5.0mm(0.020から0.198インチ)の範囲内であり、更に好ましくは、両端値を含む1.0から20mm(0.039から0.078インチ)である。
幾つかの実施形態において、カラム(340)の近端部はスライドアッセンブリ(355)に接合される。幾つかの実施形態において、スライドアッセンブリ(355)は、ノブ(358)内に収容される対応する内部スレッドと対になった雄ねじを伴う金属チューブを含む。幾つかの実施形態において、伸張ワイヤ(322)は、アダプタ(337)の穴を通り、カラム(340)の中心を通り、スライド(355)を通過し、ジョイント(348)でハンドル(350)の近位の領域中に終結する。幾つかの実施形態において、ロック装置(360)は、操作中にノブ(358)の位置を固定するために使用されるねじ込みアッセンブリであり、偏向機構(300)の弯曲の意図しない変化を防ぐ。
図3Aで示されるように、偏向機構(300)の機能は、偏向機構がその中立状態つまり伸張ワイヤ(322)による力なしの場合に、先端(312)とハンドル(350)の接続により画定された直線の一部を、側方に変位する。
幾つかの実施形態において、図3Cで示されるように、力が伸張ワイヤ(322)に加えられると、弧が、軸の長さLおよび側方変位Dによって画定されたばねアッセンブリ(307)に作り出される。この変位は伸張ワイヤ(322)に起因し、平角線(325)の一部を側方に移動させることによって平角線(325)の遠位および近端部の間の距離を縮小させる、つまり、その中立状態でその長手方向軸に垂直である。所与の適用に必要な側方変位を遂行するために、いくつかの重要な設計面での配慮がある。第一に、一般に、変位された部分Lの軸の長さは、図3Aのジョイント(315)と(337)の場所間の距離によって制御される。この距離が増えると、弯曲した部分の長さは相応して増える。本発明については、弯曲は、20.0cm(7.87インチ)まで変動することができるが、好ましくは12.0cm(4.72インチ)まで、更に好ましくは3.0から5.0cm(1.18から1.97)である。第二に、側方変位Dはノブ(358)の長手方向の動きまたはストロークによって制御される。より長いストロークの長さはさらなる側方の偏向を引き起こす。本発明については、側方変位は、10.0cm(3.93インチ)まで、好ましくは6.0cm(2.36インチ)まで、および更に好ましくは1.5から4.0cm(0.59から1.57インチ)である。第三に、LとDとの間には相互関係がある:Lが長くなると、同等のDに達するストロークの長さも長くなる。ストロークの長さをハンドルで実行するので、ハンドルの長さを超えると臨床的に非実用的である有限のストロークの長さがある。本発明については、ストロークの長さは5.0cm(1.96インチ)未満まで、更に好ましくは3.0cm(1.18インチ)未満までである。第四に、偏向機構を弯曲構成へ移動させるのに必要な力は、偏向機構で使用されるワイヤの厚さに依存する。ビーム曲折分析を使用すると、偏向力は、ワイヤの厚さHの3乗で増加し、ワイヤの幅、Wに直線的である。より厚いワイヤの利点は、弯曲がより反復可能になり、偏向機構は側方に締まるか曲がる前により多くの力に耐えることができることである。これは特に、体管腔を偏向するのに必要な力が大きい場合、重要である。第五に、弧の幾可学的形状は、偏向機構で使用される平角線の関係に依存する:距離L、LおよびLが縮小するほど、弯曲の半径は小さくなる。距離L-LおよびL-Lが等しければ、弯曲はより一定となり、円弧に近似の部分になる。不等なセグメントの長さは弯曲を変え、弧の一部に弯曲のより大きな半径を有させ、および他の部分により小さな半径を有させる。そのような形状は、蛇行した経路を導く或いは多数の構造体の周りで偏向する目的で非円弧を提供することに、効果的な場合がある。
図3Aは、本発明の幾つかの実施形態に係る、拡張カテーテル中への挿入のための偏向メカニズム(300)の長手方向の断面図である。図3Aは、3つのワイヤを使用する本発明の偏向機構の実施形態を示し、各ワイヤは、その幅、W高さ、H、長さL、LおよびLによって画定された類似の断面を有する。他の実施形態は、例示された装置のような、同じ機械的な偏向を遂行する本発明の範囲内で可能である。そのような1つの例は、各々が異なる長さを有する類似の断面の、より多くのワイヤの使用である。2、3、4、5、6または20までのワイヤを収容しているアッセンブリは、本発明の範囲内に属する。幾つかの実施形態において、異なる幅Wおよび高さHの個々のワイヤは1つの板ばねアッセンブリ内に組み合わせられる。より多くのワイヤの使用は付随して製造の困難さの増加を伴い、本発明の幾つかの実施形態において、より大きな高さHを伴う単一のワイヤは、LおよびLによって画定された同等の点の間で変化する長手方向の断面プロファイルと共に使用される。幾つかの実施形態において、そのような形状は機械的粉砕される或いは、Lを介してLによって画定された部分に対応する端部領域内で、その最も高いプロファイルに化学的にエッチングされる。本発明の幾つかの実施形態において、幅Wの単一のワイヤは、LとLによって画定された同等な点の間で変化する長手方向の断面プロファイルと共に使用される。長手方向プロファイルは、それらが長手方向の長さに沿って継続的に変わるか、もしくは、所与の部分がLからLの間の総距離より小さい画定された距離に対して一定のプロファイルを有する、多数の不連続の変化を有し得る場合がある。幾つかの実施形態において、一定の断面の長手方向プロファイルを伴うワイヤの組合せは、変動可能な長手方向プロファイルを伴うものと組み合わされる。幾つかの実施形態において、そのような内部のアッセンブリ設計は、所望の偏向弯曲を得るためのカテーテルを偏向するための、弧の形状を変えることに使用される。
図3Aの偏向機構は、側方変位が1つの平面の単一の弧内に生じる装置を示す。本発明の幾つかの実施形態において、変位が異なる幾何学的な弧構成に生じ、かつ多数の平面に生じるように、同じ操作の原理に基づいた偏向機構が設計される。例えば、本発明の幾つかの実施形態において、偏向機構は2つの異なる弯曲の半径を有するが、同じ平面内に依然として生じる。そのような設計は、(315)に近位の接点を伴う第2の伸張ワイヤを加えることに関わり、ハンドル(350)の第2のノブに接触し、ワイヤはノブ(358)を伴う伸張ワイヤ(322)のものに類似する。他の実施形態は、側方の偏向が2つの異なる平面に生じる偏向機構を含む。そのような設計は、1つ以上のワイヤ(325)、(335)および(340)を更に正方形にし、H/W比を1に近づけて、ジョイント(315)を有するワイヤ面がワイヤの面に対して90度のジョイントを伴う第2伸張ワイヤを加えること、およびノブ(358)を伴う伸張ワイヤ(322)に類似する、上記第2伸張ワイヤがハンドル(350)上の第2のノブに接触することで可能になる。
本発明の1つの実施形態において、図1Aの偏向機構(300)および拡張カテーテル(101)は、拡張カテーテル(5)の管腔に偏向機構(300)を挿入することにより動作可能に組み合わせられる別の存在である。偏向機構(300)の側方変位が拡張カテーテル(101)のカテーテル本体(100)の少なくとも一部の側方変位に対応するという結果をもたらすように、拡張カテーテル(101)は設計される。偏向部分の場所と偏向された部分の回転は、テューイボルストハブ(140)に関し、拡張カテーテル(101)内の偏向機構(300)を摺動可能に移動するおよび/または回転することにより変えられる。
本発明の他の実施形態において、パッシブスタイレットは偏向装置(10)を形成するために使用される。パッシブスタイレットを使用するそのような実施形態において、弯曲したスタイレットは偏向機構(300)と同様に、拡張カテーテル(5)の部分を曲げるために使用される。
図3Dは、偏向カテーテル(101)へ挿入するために、単一の偏向弯曲を用いて形成されたワイヤ(365)から作られるスタイレット(360)の遠端部を示す。ワイヤは、形成時、人体器官を偏向するのに必須の力を提供することができるステンレス鋼、ニチノールまたはあらゆる高強度の金属から作られることができる。本発明の様々な実施形態において、ワイヤのサイズは0.1から2.0mm(0.004から0.079インチ)の範囲である。
図3Eは、円弧のセグメントでない幾可学的形状を図示する。図3Fは、単一の平面に在する組み合わせの弯曲を収容する幾可学的形状を図示する。図3Gは、組み合わせ弯曲が2つの異なる平面に在する幾可学的形状を図示する。
本発明の他の実施形態において、接合点(315)を、偏向されていない接合点(315)に遠位の部分を提供するために、先端(312)から側方に変位する。拡張カテーテルの偏向された部分の端部とその偏向されていない端部間の更に一定の移行を提供するためは、特定の用途において、効果的な場合がある。接合点(315)と先端(312)の間の距離が大きいほど、移行領域は長い。
本発明の他の実施形態において、偏向機構(300)、およびバルーン中心カテーテル本体(100)は、拡張偏向カテーテル装置(308)を形成する単一の組み合わせ一体型ユニットとして設計される。この設計の1つの主な利点は、全体的な装置直径の減少に対応した、より少ない部品/材料である。偏向された部分の場所、および拡張カテーテル(101)のテューイボルストハブ(140)に関する偏向された部分の回転は固定され、使用中に変えられない。
本発明の一体型ユニットの1つの実施形態は、図3Hで示され、ここで偏向機構は拡張カテーテルに一体化する。本実施形態において、伸張ワイヤ(322)はカテーテル本体(112)の管腔(118)を通過し、接合点(392)の拡張カテーテル(101)の偏向区域(120)の遠端部にしっかり固定される。幾つかの実施形態において、より広い表面に渡って、金属サポートリング(390)は、伸張ワイヤ(322)の力を分散させるための接合部(390)を補強するために使用される。偏向区域(320)の近端部では、サポート(337)はカラム(340)に接合され、カテーテルシャフト(112)、および拡張カテーテルの近位で離脱するための枢着点を提供する。バルーン(170)およびリング(160)は先に記載されるようなカテーテルシャフト(112)に取り付けられる。
分離した拡張および偏向要素を使用する本発明の好ましい実施形態の操作において、拡張カテーテル(101)は、その中央管腔生理食塩水等の生物学的適合性流体で洗浄することで、体腔への挿入のための準備がされる。好ましくは0.089mm(0.035インチ)の直径であるガイドワイヤが体の穴へ挿入され、その後介在する体の通路へ挿入されることによりガイドワイヤの遠位端は、拡張カテーテル(101)が体管腔に存在する領域から遠位に位置される。例えば、食道の偏向について、ガイドワイヤの先端は、胃の入口(つまり幽門括約筋の上に)近くに位置決めされる。外科手術中で使用される場合、ガイドワイヤはカテーテル先端(115)を通り、管腔(116)を通って、近端部でテューイボルストキャップ(148)を通り、後ろに抜ける。ガイドワイヤの使用は、典型的に、食道の偏向の目的で使用される場合に鼻腔を通る等、狭く蛇行した経路には更に重要である。拡張カテーテル(101)はその後、体の穴へ挿入され、所望の場所に位置決めされるまで、介在する通路を通してねじ込まれる。例えば、食道の適用では、拡張カテーテル(115)の先端は口を通って、喉へ、その後食道へ挿入される。先端は、その後、幽門括約筋の上の領域の食道の下側部分の近くに位置決めされる。幾つかの実施形態において、カテーテルの位置は、蛍光透視、および拡張カテーテル(5)に位置決めされたリング(160)を使用して、評価される。幾つかの実施形態において、画像化をさらに強化するために、生理食塩水で希釈された放射線不透過性の塩等の流動性媒体が、バルーン(170)を膨張するためのハブポートのうちの1つを通って注入される。最低でも、一度拡張カテーテル(101)が位置決めされると、各バルーンは、バルーンの外面が体管腔の内壁に接するように、ハブの膨張ポートを経由して膨張し、これはその中心線に沿った体管腔内の拡張カテーテル(101)の位置を効果的に固定する。幾つかの実施形態において、バルーン膨張、および位置決めの角度は蛍光透視を使用して再確認される。ガイドワイヤはその後、拡張カテーテル(101)、および偏向装置(10)を形成するカテーテル本体(100)の中央内腔(116)を横断するテューイボルスト(148)を介して拡張カテーテル(101)に挿入された偏向機構(300)、から取り除かれる。偏向機構(300)は、弯曲する偏向機構が拡張カテーテル本体(100)の部分(120)と一直線に並ぶように、バルーン偏向装置(102)内に位置決めされる。一度適切な位置合わせが得られれば、偏向機構の位置は、ハブ(140)のテューイボルストアッセンブリ(138)のキャップ(148)を締めることにより固定される。幾つかの実施形態において、カテーテルの偏向は、偏向装置(102)の所望の側方変位に到達するまで、ハンドル(350)のノブ(358)を回転することによって達成され、このポイントではノブ(358)の位置をスクリュー(360)を使用してロックすることができる。幾つかの実施形態において、場所、角度、および重大な解剖学的構造に関する偏向の平面の確認は、透視検査を使用して評価される。例えば、食道の偏向のための本発明の使用において、左心房に相対する食道の位置が評価される。偏向の場所、角度および平面は、偏向装置(102)に関する偏向機構(300)の位置の調節により変えることができる。外科手術の完了時、偏向機構はその中立状態に戻され、次に、偏向装置から取り除かれる。バルーン(170)をすべてしぼませ、拡張カテーテル(101)は体管腔(99)から取り除かれる。
本発明を使用する主な1つの利点は、偏向の領域で体管腔の円形を維持する性能である。円形を維持する装置の性能を、偏向された部分からその断面プロファイルまで離れた領域の体管腔の断面のプロファイルを画定することと、上記2つのプロファイルを比較することとで、評価することができる。図4Aを参照すると、これはそれぞれ、断面図4A-4A、および4A-4Aに相当するだろう。個々の断面のプロファイルについて、最大の距離、D、はあらゆる2つの正反対の内面間で測定される。図4Aを参照すると、上記値は、偏向された領域から離れた断面のプロファイルに対するD、および偏向された領域の断面Dであるだろう。これらの2つの測定の値はその後、比較される。偏向された管腔の円形を維持する装置については、これらの2つの値はほぼ同じになる。
図4Aは、体管腔の円形を維持する本発明の偏向装置を使用して側方に移動された体管腔を例示する。一方、図4Bは、装置の外部の直径はそれが挿入される体管腔より小さい一体型の偏向装置を伴う可撓管を含む、偏向装置を使用する側方の動きを例示する。図4Aにおいて、DとDに対する比較可能な値によって示されるように、偏向が本発明を使用して達せられるので、体管腔の円形は偏向中ほぼ保たれる。しかしながら、図4Bを参照すると、偏向中に体管腔の重要な最初の伸張があるので、上記プロファイルは偏向された領域においてはより楕円になり、Dよりはるかに大きいDを結果としてもたらす。
本発明を使用する利点の他の手段は、偏向装置の転移有効性を計算することである。このパラメーターは、装置の側方変位を体管腔の対応する動きに変換する性能を特徴づける。この分析は、その元または偏向されていない位置から、体管腔の断面の正反対のポイントの偏向を測定する。体管腔の原位置に対しての基準線は、偏向された部分の上の、およびその部分より下の体管腔の外側エッジに接続する線を引くことにより画定される。これは、体管腔上の2つの正反対のポイントに対してなされる。図4Aを参照すると、これは、1つの端部に対するライン(410)および正反対の端部に対するライン(420)を画定する。図4Bについては、対応する記号は(410)’および(420)’である。これらの2つの画定された基準線を使用して、体管腔の各端部に対して最大の偏向された距離は、基準線から体管腔上の同じポイントに対する最大の偏向のポイントまでの垂直の距離として、その対応する基準線から測定される。図4Aについて、これは、距離DおよびDに対応し、図4Bについて、距離DおよびDに対応する。この用語を使用すると、転移有効性は、図4Aでは{1-(D-D)/[(D+D)/2]}、図4Bでは{1-(D’-D’)/[(D’+D’)/2]}として画定することができる。1.0の転移有効性について、装置の全ての動きは、体管腔の中心線の対応する動作へ移されるだろう。
図4Aを参照すると、体管腔の断面が変形されない偏向された部分では、DおよびDはほぼ等しく、移転有効性は1.0近くになる。しかしながら、偏向された部分に体管腔の断面の顕著な変形がある図4Bにおいて、DはDよりはるかに大きく、0に近づく或いは最悪の場合0未満である移転有効性が生じる。本発明については、移転有効性は、好ましくは0.5より大きく、更に好ましくは0.75より大きく、そして最も好ましくは0.85より大きい。
本発明の幾つかの実施形態は、体管腔内に拡張カテーテル(101)を位置するための他の拡張手段を使用する。幾つかの実施形態において、他の手段は、スプラインの形状のニチノールワイヤ、あるいは球状の編組網を含むが限定されない。そのような手段は、1つの端部を伸張するまたは押すどちらかで各実体の2つの端部を互いに向かって移動させることで、折り畳まれた状態の拡張カテーテル(101)のほぼ直径から体管腔のほぼ直径まで作動されるだろう。拡張カテーテル(101)の拡張手段を形成するために、バルーンおよび拡張可能なワイヤの手段を互いに組み合わせて使用することができる場合があることも、本発明の範囲内で予見される。
図5Aは、本発明の幾つかの実施形態に係る、拡張可能な要素としてあらかじめ形作られたワイヤスプラインを使用する偏向装置(520)の側面図である。図5Aは、拡張可能な要素として、ワイヤスプラインを使用する偏向装置(520)を図示する。本実施形態において、多数の形成されたワイヤ(576)は、スプラインアッセンブリ(565)を形成するために各端部の金属リング(562)へ取り付けられている。多数のスプラインアッセンブリは、リング(562)を介して1つのスプラインアッセンブリの遠端部を次のスプラインアッセンブリの近端部に取り付けることにより相互に繋ぎ合わされる。最も近位のスプラインアッセンブリは、その最も近位のリングとして、チューブ(570)を有する。このチューブは個々のスプラインを拡張することや折り畳むのに使用される。繋ぎ合わされたスプラインアッセンブリは、(576)で付けられる中央チューブ(560)を超えて、その遠端部でスプラインアッセンブリの最も遠位のリングに据え付けられる。先端に向かって遠位にチューブ(570)を押すことによって、スプラインアッセンブリは拡張され、一方でチューブ(570)を先端から離して引っ張ることでスプラインアッセンブリを折り畳む。
図5Bは、本発明の幾つかの実施形態に係る、金属ストラップ(561)に螺旋形に巻き付き、膨張した状態の単一のバルーン(571)を使用する、偏向装置(530)の側面図である。幾つかの実施形態において、単一のバルーン(571)は、カテーテルシャフト(582)の外部を完全に覆うために使用される。バルーン(571)は、その後、バルーン(571)とシャフト(582)を螺旋状に巻きつけられたストラップ(561)(例えば、金属または他の材料で作られた)を使用する、もしくは螺旋状のパターンでカテーテルシャフトに塗布された接着剤(図示されないが、ストラップ(561)の代わりの接着機能)によって、あるいは螺旋状のパターンでバルーンをカテーテルシャフト(582)に熱接着することによって、カテーテルシャフト(582)に渦巻状のパターンで付けられる。
図6A1は、本発明の幾つかの実施形態に係る、しぼませたバルーン(671)と共に示された、カテーテルシャフトの周りを螺旋状のパターンで巻き付いた単一のバルーン(671)を使用する拡張カテーテル(620)の側面図である。
図6A2は、本発明の幾つかの実施形態に係る、膨張したバルーン(671)と共に示された、カテーテルシャフトの周りを螺旋状のパターンで巻き付いた単一のバルーン(671)を使用する拡張カテーテル(620)の側面図である。図6A1および図6A2は、単一のバルーンが螺旋状パターンでカテーテルシャフトに巻き付く、本発明の実施形態を図示する。バルーン(671)は、図2Aおよび図2Bで使用されるバルーンと比較して、非常に高いL/D比を有する。本発明の本実施形態において、直径は1.0から20.0mm(0.040から0.800インチ)の範囲であり、好ましくは3.0から8.0mm(0.118から0.320インチ)の範囲である。バルーンは、柔軟なジュロメーターポリウレタンまたはシリコンなどの弾性材料で作られることができる。バルーンは、固定形状を有する非迎合性の材料で作られることもできる。典型的な材料は、様々なジュロメーターナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエステル、および異なるポリマー族の混合物を含む。幾つかの実施形態において、バルーンは、0.001から0.2mm(0.0004から0.008インチ)の範囲の壁の厚みで、壁の薄いチューブになることができる。偏向部分の長さに応じて、バルーンがカテーテルシャフトの周りで作る渦巻きの数は、1以上の渦巻きから30以上の渦巻きで変化するが、好ましくは約10の渦巻き(または、他の実施形態において、約5、約15、約20または約25の渦巻き)である。これらの範囲を使用すると、幾つかの実施形態において、バルーンのL/Dの比は、最小およそ5から最大およそ100または150、あるいは1000までにも変化することができる。
このコンセプトを実行する際の1つの困難さは、カテーテルシャフトの長さに沿って遊走しカテーテルシャフトに長手方向で沿った一定のねじ込まれたスクリューの幾何学的形状を維持できないバルーンの傾向である。この傾向は、しぼんだバルーンの外面を引きずりそうな体管腔への挿入中で、より明白になる。この傾向を克服するために、溝をカテーテルシャフトに位置付けることができ、しぼんだバルーンを収容する。
図6B1は、図6A1で示される部分6B1-6B1に沿った図6A1の拡張カテーテル(620)の部分的な長手方向の断面図であり、ここでバルーン(671)はしぼんだ状態である。
図6B2は、図6A2で示される部分6B2-6B2に沿った図6A2の拡張カテーテル(620)の部分的な長手方向の断面図であり、ここでバルーン(671)は膨張した状態である。幾つかの実施形態において、切欠き(686)は、カテーテルシャフト(612)の外部でエンボスされる、または刻まれる。しぼんだバルーン(671)は、溝の境界内に部分的にまたは完全に(示されたように)収容されている。
本発明の他の実施形態は、図6Cで示される。バルーン(170)は、カテーテルシャフトがバルーン(170)の外面を通るように、カテーテル表面(112)へ取り付けられる。バルーンが拡張される場合、カテーテルシャフト(112)は、体管腔の側面に対して押しつけられ、カテーテルシャフトと拡張した体管腔の関係を固定する前述の効果が達成する。この実施形態の1つの不利益は、拡張手段を拡張カテーテルの位置を変えるために解放し、その自然な位置へ戻さなければならないことである。
図6D1は、本発明の幾つかの実施形態に係る、しぼんだ状態の単一のバルーン(670)の拡張カテーテル(640)の側面図であり、ここでカテーテルシャフト(621)は中立で偏向されていない構成のバルーン(670)の中心を通過する。
図6D2は、本発明の幾つかの実施形態に係る、膨張した状態および偏向されていない中立の構成の単一のバルーン(670)の拡張カテーテル(640)の側面図である。
図6D3は、本発明の幾つかの実施形態に係る、膨張した状態の単一のバルーン(670)の拡張カテーテル(640)の側面図であり、ここでカテーテルシャフト(621)は偏向された構成のバルーン(670)の内部を通過する。
図6D1、図6D2、およびで図6D3示される本発明の実施形態は、図6D1で偏向のないしぼんだ状態で、6D2で偏向のない拡張状態で、および図6D3で偏向を伴った拡張状態で示される、単一のバルーンが含まれる。単一のバルーン(670)は、カテーテルシャフトがバルーン(170)の内部を通過するように、ジョイント(172)でカテーテルシャフト(67)(112)に接合される。図6D1はしぼんだ状態のバルーンを示す。図6D2は、体管腔を噛み合わせるための拡張状態のバルーンを示す。図6D3は、カテーテルシャフトが偏向された弯曲の外部へ動き、体管腔の凹面の内面に対して留まるように、機械的な方法によって偏向されたカテーテルシャフトを示し、カテーテルシャフトと拡張した体管腔の関係を固定し、側方に体管腔を変位し、その中立状態からカテーテルを弯曲させるという結果をもたらす。
図6D4は、本発明の幾つかの実施形態に係る、しぼんだ状態の単一のバルーン(680)を伴った、拡張カテーテル(650)の側面図であり、ここでカテーテルシャフト(623)は中立状態で歪んだ構成のバルーン(680)に沿って密着する。
図6D5は、本発明の幾つかの実施形態に係る、拡張カテーテル(650)の側面図であり、ここで偏向されない中立状態の構成であるカテーテルシャフト(623)は、バルーン(680)、しぼんだ状態である、に沿って密着する。
図6D6は、偏向状態の単一のバルーン(680)と共に、拡張カテーテル(650)を例示し、ここでカテーテルシャフト(623)はしぼんだ状態でありバルーン(680)の側面に沿って密着され、これは本発明の幾つかの実施形態によるものである。
図6D4、図6D5、および図6D6の中で示される本発明の実施形態は、偏向のないしぼんだ状態のバルーン、偏向のない拡張状態のバルーン、および偏向を伴った拡張状態で示される、単一のバルーンを含む。カテーテルシャフトがバルーン(170)の外部を通るように、単一のバルーン(170)はジョイント(172)でカテーテルシャフト(121)のカテーテル外面(112)に接合される。図6D4はしぼんだ状態のバルーンを示す。図6D5は、体管腔を噛み合わせるための拡張状態のバルーンを示す。図6D6は、側方に体管腔を変位するように、機械的な方法によって偏向されたカテーテルシャフトを示し、その中立状態からカテーテルを弯曲させるという結果をもたらす。
本発明の1つの実施形態において、多数の管腔チューブをシミュレートするために、拡張カテーテルは内側チューブがその中に位置される外側チューブを含む。外側チューブはPebaxTM7233等の、3.17mm(0.125インチ)の外径、2.51mm(0.100インチ)の内径、および0.33mm(0.013インチ)の計算された壁の厚みを伴う、押し出されたナイロンである。内側チューブはPebaxTM7233等の、2.33mmOD(0.092インチ)の外径、1.90mmID(0.075インチ)の内径、および0.22mm(0.008インチ)の計算された壁の厚みを伴う、押し出されたナイロンである。上記内側チューブは、0.09mm(0.0035インチ)の2つのチューブの間隔と共に外側チューブの内部でスリップする。上記2つのチューブを、それらの遠端部で接着剤、LoctiteTM4014、を用いて接合し、環状の隙間を動作可能に密封する。操作中のガイドワイヤと偏向機構の挿入を促進するために、内側チューブは、その内面に滑らかなコーティングも有する。
本発明の1つの実施形態において、拡張カテーテルは、Dymax UV接着剤(116)1-Mを使用して外側チューブに密着した5つのバルーンを含む。各バルーンは柔軟なポリウレタンで作られており、これは2.54cm(1.00インチ)の稼働直径まで拡張することができる。バルーンはネックを含めて、長さ5.0cm(1.96インチ)である。密着した区域では、結合部の外径は3.8mm(0.150インチ)である。偏向された部分の長さ(最も遠位のバルーンの遠端部から最も近位のバルーンの近端部までの距離)は25.4cm(10.0インチ)である。アウターシャフトのスキーブは各バルーン内に位置付けられ、内部および外部間のカテーテルシャフトの環状の隙間とバルーンの内部につながれる。この構成は、バルーンが同時に膨張する/収縮するように、全てのバルーンとつながる単一の管腔を有する。
本発明の1つの実施形態において、拡張カテーテルの近端部は、雌型ルアーコネクタとねじ込みキャップを伴うテューイボルストガスケットとを有する単一の側部アームを伴うYアダプタを収容している。Yアダプタは、カテーテルシャフトの内側および外側チューブの両方に接合され、Yアダプタの側部アームに環状チャンネルを動作可能に連結する。テューイボルストは、ガイドワイヤと偏向機構を摺動可能に適合するための拡張カテーテルの中央管腔への入り口として、また操作中に拡張カテーテル内の偏向機構の位置をロックするための固定装置として機能する。
本発明の1つの実施形態において、偏向機構は、1.83mm(0.072インチ)の外径、1.6mm(0.063インチ)の内径、および長さ25.4cm(10インチ)の皮下組織チューブから作られたカラムを含む。皮下組織チューブおよび板ばねアッセンブリに接着するアダプタは、3つの開けられた穴を収容し、このうちの2つは互いに隣接していて、3つ目はこれら2つの穴の下の中心に置かれる。アダプタの全体の直径は1.88mm(0.074インチ)である。
本発明の1つの実施形態において、2つの丸いワイヤは板ばねを形成するために使用される。各ワイヤは0.81mm(0.032インチ)の直径で長さ17mm(6.7インチ)のニチノールで作られている。ニチノールワイヤは適切な溶剤および溶接剤を用いてアダプタ溶接される。上記に記載されたものに類似するが2つの穴を有するアダプタは、長いニチノールワイヤの遠端部上に溶接される。
本発明の1つの実施形態において、板ばねを曲げるために使用される伸張ワイヤは、外径が0.32mm(0.013インチ)の編んだステンレス鋼線からで作られる。ワイヤの遠端部はより長いニチノールワイヤの端部で遠位のアダプタへ溶接される。ワイヤは、その後、近位のアダプタを通過され、ハンドル内にその後、固定された小さく重い壁の、皮下組織チューブへ溶接される。
本発明の1つの実施形態において、ハンドルは、伸張ワイヤを長手方向に移動させるためのナットとねじ棒を含む。上記ねじ棒は、それが回転することはできないが、ハンドルへ嵌合する取り付けねじを収容しているねじ棒の内の溝により側方に動くことができるように、構成される。取り付けねじは、軸方向の動きを可能にするが回転を防ぐほど十分に緩い。
本発明の1つの実施形態で、その中立または直線状態の偏向機構で、偏向は、特定方向でハンドル内のノブを回転させることにより生じ、偏向機構の先端に向かってねじ棒を遠位に前進させる。これは、ねじ棒に接続されたカラムを同時に前進する。伸張ワイヤが板ばねアッセンブリの遠端部およびハンドルの後部にしっかり固定されるので、板ばねアッセンブリの終点の間の距離は動作可能に短くされ、板ばねアッセンブリをその構造的に最も可撓性を有する平面に偏向させる。ノブの回転方向の逆転は板ばね組立体の終了点の間の距離を延長し、上記アッセンブリが更に中立状態、および最後にその静止状態に戻ることを可能にする。
本発明の1つの実施形態の中で、およそ5cmの偏向、D、はおよそ24cmの距離Lにわたって得られる。
幾つかの実施形態において、本発明は、体管腔の内部通路の一部を変位するための偏向カテーテルを提供する。この偏向カテーテルは以下を含む:遠端部および近位端を有し、前記カテーテルシャフトトの長さの少なくとも一部にわたって、少なくとも1つの管腔をその中に収容している、カテーテルシャフト;少なくとも前記カテーテルシャフトの一部に沿ったカテーテルシャフトに付けられた、バルーン部材の拡張可能な一組;各バルーンの内部空間が前記カテーテルシャフト内で少なくとも1つの管腔に動作可能に連結されるように、その遠部および近端部の両方でカテーテルシャフトに密封可能に付けられた各バルーン部材;および、前記カテーテルシャフトの少なくとも1つの管腔内に収容され、前記カテーテルシャフトに動作可能に結合される偏向機構であって、偏向機構の形状の変化が、少なくとも1つのバルーンを収容する前記カテーテルシャフトの少なくとも一部に沿って前記カテーテルシャフトの形状の対応する変化を引き起こす、偏向機構。
幾つかの実施形態において、本発明は、体管腔の内部通路の一部を変位するための偏向カテーテルを提供する。この偏向カテーテルは以下を含む:遠端部および近位端を有し、少なくとも前記カテーテルシャフトの長さの一部を超えて、少なくとも第1の管腔をその中に収容している、カテーテルシャフト;前記カテーテルシャフトの少なくとも一部に沿ってカテーテルシャフトに付けられた1つ以上の拡張可能な部材であって;各バルーンの内部空間が前記カテーテルシャフト内の第1の管腔に動作可能に連結されるように、拡張可能な部材の遠端部および拡張可能な部材の近端部の両方でカテーテルシャフトに密封される各々の拡張可能な部材;および、前記カテーテルシャフトの少なくとも1つの管腔内に収容され、前記カテーテルシャフトに動作可能に結合される偏向機構であって、偏向機構の形状の変化が、少なくとも1つのバルーンを収容する前記カテーテルシャフトの少なくとも一部に沿って前記カテーテルシャフトの形状の対応する変化を引き起こす、偏向機構。
幾つかの実施形態において、1つまたはより拡張可能な部材はカテーテルシャフトの長さに沿って一定間隔で配置された複数の少なくとも5つのバルーンを収容する、偏向機構はカテーテルシャフトの第2の管腔へ取り外し可能に挿入される、偏向機構は偏向機構の近端部と遠端部との間の偏向部分を含む、偏向部分は偏向機構における軸力の適用で偏向平面の曲率半径を変える、1つ以上の拡張可能な部材は、カテーテルシャフトの長さに沿って一定間隔で配置された複数の少なくとも5つのバルーンを収容し、偏向機構は、カテーテルシャフトの第2の管腔へ取り外し可能に挿入され、偏向機構は、偏向機構の近端部と遠端部との間に偏向部分を含み、偏向部分は、偏向機構への軸力の適用で偏向平面の弯曲の半径を変え、および、偏向機構は偏向平面の方向(すなわち拡張可能なダイバータが標的管腔を移動する方向に向かって)の向きをセットするために複数の利用可能な角度の選択された角度で偏向機構をロックするのに操作可能なテューイボルスト締め付け機構を含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、体管腔の一部を変位するための機器を提供する。この機器は次のものを含む:シャフト;少なくとも機器の長さの一部にわたって伸びるシャフト内の第1の管腔;シャフトに取り付けられ、体管腔内で拡張するように構成される、拡張可能な部材;および、第1の体管腔内に位置付けられ、拡張可能な部材に取り付けたシャフトの少なくとも一部に沿ったシャフトの対応する側方の偏向を引き起こすために、側方の偏向によって形状を変化するように構成される、偏向機構。
幾つかの実施形態において、側方の偏向による形状変化は、偏向機構の弯曲の半径の変化の結果である。幾つかの実施形態において、偏向機構の一部に張力を適用することにより、横方向の偏向による形状変化が引き起こされる。
幾つかの実施形態は、拡張可能な部材を体管腔内で拡張させるために、拡張可能な部材に流体を注入するための拡張可能な部材に動作可能に連結されたチューブ、をさらに含む。
幾つかの実施形態はさらに、拡張可能な部材を体管腔内で拡張させるために、拡張可能な部材に流体を注入するための、拡張可能な部材に動作可能に連結されるシャフト内の第2の管腔を含む。
幾つかの実施形態においてシャフト内の第1の管腔は、拡張可能な部材を体管腔内で拡張させるべく、拡張可能な部材に流体を注入するための、および拡張可能な部材に動作可能に連結される。
幾つかの実施形態において、拡張可能な部材の、シャフトに沿って連続的に位置される複数の拡張可能なセグメントを含み、拡張可能な部材の複数の拡張可能なセグメントの各々が体管腔内で拡張する際に、シャフトが複数の拡張可能なセグメントの各々1つ内で実質的に中心になるように、複数の拡張可能なセグメントの各々はシャフトを囲む。
幾つかの実施形態において、偏向機構は、異なる長さの複数の平な隣り合わせの金属セグメント、および張った状態で位置付けられる際に、複数の平な隣り合わせの金属セグメントで弯曲を引き起こすように構成された短縮ケーブルを含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、体管腔中へ導入のために構成される位置決め装置を提供する。この位置決め装置は次のものを含む:長手方向軸を有するカテーテルシャフト;シャフトの長さに沿って連結された拡張可能な要素であって、前記拡張可能な要素は拡張していない状態では実質的に弛緩し、拡張状態では制限された最大直径を有する、拡張可能な要素;および、シャフト内に位置付けられ偏向機構であって、前記偏向機構は偏向されない状態の場合に可撓性を有し、および前記偏向装置は偏向される状態の場合に予め決められた横方向で弯曲し、前記位置決め装置は側方に体管腔を偏向する、偏向機構を含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、体管腔の一部を変位するための方法を提供する。この管腔変位方法は次のものを含む:内部に第1の管腔を有するシャフトであって、管腔がシャフトの長さの少なくとも一部を通って伸びるシャフト、シャフトに取り付けられた拡張可能な部材、および第1の管腔内の偏向機構を提供する工程;動物の体管腔にシャフトを挿入する工程;動物の体管腔内で拡張可能な部材を拡張する工程;および動物の体管腔の対応する側方の偏向を引き起こすために、側方の偏向によって偏向機構の形状を変える工程、を含む方法。幾つかの実施形態において、被験体はヒトである。
幾つかの実施形態において、本発明は、可撓性を有する標的管腔の一部を変位するための機器を提供する。この機器は次のものを含む:内部に第1のカテーテルシャフト管腔を有するカテーテルシャフトであって、前記第1のカテーテルシャフト管腔はカテーテルシャフトの長さの少なくとも一部を通って伸びる、カテーテルシャフト;複数の膨張および縮小可能なバルーンであって、カテーテルシャフトに沿って位置付けられ、第1のカテーテルシャフト管腔に動作可能に連結され、機器の拡張された第1の部分を形成すべく可撓性を有する標的管腔内で直径を拡張するように構成された、複数の膨張および縮小可能なバルーン;側方の偏向機構であって、カテーテルシャフトに動作可能に連結され、可撓性を有する標的管腔を側方に偏向するために、可撓性を有する標的管腔内で機器の拡張された第1の部分を側方に偏向するように構成される、側方の偏向機構。
幾つかの実施形態はさらに、撓性を有する標的管腔の中にカテーテルシャフトの少なくとも一部を導くための、ガイドワイヤを含む。
幾つかの実施形態は、撓性を有する標的管腔の中にカテーテルシャフトの少なくとも一部を導くための、ガイドワイヤ;;および、カテーテルシャフトの第2のカテーテルシャフト管腔であって、前記ガイドワイヤはカテーテルシャフトの第2管腔へ取り外し可能に挿入可能であり、および前記側方偏向機構は第2のカテーテルシャフト管腔へ取り外し可能に挿入可能である第2のカテーテルシャフト管腔、をさらに含む。
幾つかの実施形態は、カテーテルシャフトの第2のカテーテルシャフト管腔であって、前記ガイドワイヤはカテーテルシャフトの第2管腔へ取り外し可能に挿入可能であり、および前記側方偏向機構は第2のカテーテルシャフト管腔へ取り外し可能に挿入可能である第2のカテーテルシャフト管腔、をさらに含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、可撓性の標的管腔の一部を変位するための機器を提供する。この機器は次を含む:内部に第1のカテーテルシャフト管腔を有するカテーテルシャフトであって、前記第1のカテーテルシャフト管腔はカテーテルシャフトの長さの少なくとも一部を通って伸びる、カテーテルシャフト;機器が、少なくとも部分的に、可撓性を有する標的管腔内にある場合に機器の第1の部分の直径を拡張するための手段であって、機器の第1の部分の直径を拡張するための手段は、第1のカテーテルシャフト管腔に動作可能に連結される、手段;および、可撓性を有する標的管腔を偏向するために、可撓性を有する標的管腔内にある際、機器の拡張した第1の部分を側方に偏向するための手段。幾つかの実施形態はさらに、可撓性を有する標的管腔へカテーテルシャフトの少なくとも一部を導くための手段を含む。幾つかの実施形態はさらに、可撓性を有する標的管腔へカテーテルシャフトの少なくとも一部を導くための手段;および、カテーテルシャフトにおける第2のカテーテルシャフト管腔であって、導くための手段はカテーテルシャフトの第2の管腔へ取り外し可能に挿入可能であり、および可撓性を有する標的管腔内の機器の拡張した部分を側方に偏向するための手段は、第2のカテーテルシャフト管腔へ取り外し可能に挿入可能である、第2のカテーテルシャフト管腔。幾つかの実施形態は、カテーテルシャフトにおける第2のカテーテルシャフト管腔であって、可撓性を有する標的管腔内の機器の拡張した部分を側方に偏向するための手段は、第2のカテーテルシャフト管腔へ取り外し可能に挿入可能である、第2のカテーテルシャフト管腔をさらに含む
幾つかの実施形態において、本発明は、体管腔の一部を変位するための機器を提供する。
この機器は、シャフト;機器の長さの少なくとも一部にわたって伸びるシャフト内の第1の管腔;シャフトに取り付けられ、体管腔内で拡張するように構成される、拡張可能な部材;および、第1の体管腔内に位置付けられ、拡張可能な部材に取り付けたシャフトの少なくとも一部に沿ったシャフトの対応する側方の偏向を引き起こすために、側方の偏向によって形状を変化するように構成される、偏向機構。
幾つかの実施形態において、本発明は、体管腔の一部を変位するための機器を提供する。この機器は次を含む:シャフト;少なくとも機器の長さの一部にわたって伸びるシャフト内の第1の管腔;シャフトに取り付けられ、体管腔内で拡張するように構成される、拡張可能な部材;および、第1の管腔内に位置し、体管腔の対応する横の偏向を引き起こすために、横の偏向によって形状を変えるように構成された偏向機構、を含む機器。幾つかの実施形態はさらに、拡張可能な部材を体管腔内で拡大させるために、拡張可能な部材に流体を注入するための、拡張可能な部材に動作可能に連結されたチューブを含む。幾つかの実施形態は、拡張可能な部材を体管腔内で拡張させるために、拡張可能な部材に流体を注入するための、シャフト内の、および拡張可能な部材に動作可能に連結した第2の管腔をさらに含む。幾つかの実施形態においてシャフト内の第1の管腔は、拡張可能な部材を体管腔内で拡張させるべく、拡張可能な部材に流体を注入するための、および拡張可能な部材に動作可能に連結される。幾つかの実施形態において、拡張可能な部材の、シャフトに沿って連続的に位置される複数の拡張可能なセグメントを含み、拡張可能な部材の複数の拡張可能なセグメントの各々が体管腔内で拡張する際に、シャフトが複数の拡張可能なセグメントの各々1つ内で実質的に中心になるように、複数の拡張可能なセグメントの各々はシャフトを囲む。幾つかの実施形態において、偏向機構は、異なる長さの複数の平な隣り合わせの金属セグメント、および張った状態で位置付けられる際に、複数の平な隣り合わせの金属セグメントで弯曲を引き起こすように構成された短縮ケーブル、を含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、体管腔中へ導入のために構成される位置決め装置を提供する。この装置は次を含む:長手方向軸を有するシャフト;シャフトの長さに沿って連結された拡張可能な要素であって、拡張されない状態では実質的に可撓性を有し薄く、拡張状態では緩やかな外向きの力をかける拡張可能な要素;および、シャフト内に位置付けられ偏向機構であって、前記偏向機構は偏向されない状態の場合に可撓性を有し、および前記偏向装置は偏向される状態の場合に予め決められた横方向で弯曲し、前記位置決め装置は側方に体管腔を偏向する、偏向機構を含む。
幾つかの実施形態において、本発明は、体管腔の一部を変位するための方法を提供し、該方法は:内部に第1の管腔を有するシャフトであって、管腔がシャフトの長さの少なくとも一部を通って伸びるシャフト、シャフトに取り付けられた拡張可能な部材、および第1の管腔内の偏向機構を提供する工程;動物の体管腔にシャフトを挿入する工程;動物の体管腔内で拡張可能な部材を拡張する工程;動物の体管腔の対応する側方の偏向を引き起こすために、側方の偏向によって偏向機構の形状を変える工程、を含む。幾つかの実施形態において、被験体はヒトである。幾つかの実施形態において、偏向機構は、シャフトを動物の体管腔へ挿入した後、第1の管腔へ差し込まれる。
上記の特徴は例証的なものであって、限定的なものではないと意図されていることが理解されるべきである。本明細書に記載されるような様々な実施形態の多数の特徴および利益は先の記載で示されてきたが、様々な実施形態の構造および機能の詳細に加えて、細部に対する他の多くの実施形態および変化が、上記の記載を検討する上で当業者に明らかとなるだろう。したがって、本発明の範囲は、特許請求の範囲に与えられるものと等しい全範囲に沿って、添付の特許請求の範囲を参照して決定されなければならない。添付された請求項において、「含む(including)」および「ここで(in which)」という用語は、それぞれ「含む(comprising)」および「ここで(wherein)」という各用語の平易な英語の同義語として使用される。「第1の」、「第2の」および「第3の」などの用語は、単に標識として使用され、それらの目的語に対する数の要件を課すようには意図されない。

Claims (8)

  1. 体管腔の一部分を変位するための機器であって、該機器は
    シャフト
    第1の管腔であって、機器の長さの少なくとも一部にわたって伸びるシャフト内の第1の管腔
    シャフトに取り付けられ、体管腔内で拡張するように構成される、拡張可能な部材、及び
    第1の管腔内の所望の深さまで第1の管腔内に挿入され、体管腔の対応する側方の偏向を引き起こすために、側方の偏向によって形状を変えるように構成された偏向機構であって、ここで、偏向機構がその偏向されていない中立の構成である場合、偏向カテーテルの遠位部は、偏向カテーテルの近位部と遠位部との間に定義される第1のラインに沿っており、および、偏向カテーテルの形状が偏向された構成に変えられる場合、前記遠位部と前記近位部との間の偏向カテーテルの偏向された部分は、前記遠位部および前記近位部が第1のラインに沿っている間、第1のラインから離れて湾曲し、第1のラインへと戻るように湾曲し、前記拡張可能な部材が前記シャフトを囲んでなり、前記拡張可能な部材の少なくとも一部が当該偏向機構の偏向された部分の少なくとも一部を囲む、偏向機構
    を含む、機器。
  2. 拡張可能な部材を体管腔内で拡張させるべく、拡張可能な部材に流体を注入するために、拡張可能な部材に動作可能に連結されたチューブをさらに含む、請求項1に記載の機器。
  3. 拡張可能な部材を体管腔内で拡張させるべく、拡張可能な部材に流体を注入するために、シャフト内にあり、および拡張可能な部材に動作可能に連結した第2の管腔をさらに含む、請求項1に記載の機器。
  4. シャフト内の第1の管腔は、拡張可能な部材を体管腔内で拡張させるべく、拡張可能な部材に流体を注入するために、拡張可能な部材に動作可能に連結される、請求項1に記載の機器。
  5. 拡張可能な部材は、シャフトに沿って連続的に位置する複数の拡張可能なセグメントを含み、ここで、拡張可能な部材の複数の拡張可能なセグメントの各々が体管腔内で拡張する際に、シャフトが複数の拡張可能なセグメントの各々1つ内で実質的に中心になるように、複数の拡張可能なセグメントの各々はシャフトを囲む、請求項1に記載の機器。
  6. 偏向機構は、異なる長さの複数の平らな隣り合わせの金属セグメント、および張った状態で位置付けられる際に、複数の平らな隣り合わせの金属セグメントで弯曲を引き起こすように構成された短縮ケーブル、を含む、請求項1に記載の機器。
  7. 前記偏向機構は、シャフト内で円周方向に回転するようにさらに構成される、請求項1に記載の機器。
  8. 前記偏向機構は、向かい合って配置された異なる長さの複数の平らな金属セグメント、およ
    った状態で位置付けられる際に、当該複数の平らな金属セグメントで弯曲を引き起こすように構成された短縮ケーブルを含み、
    ここで、前記複数の平らな金属セグメントの第1の金属セグメントは前記複数の平らな金属セグメントの最大の長さを有し、前記短縮ケーブルの遠位端は前記第1の金属セグメントに取り付けられ
    前記数の平らな金属セグメントの第2の金属セグメントは、前記第1の金属セグメントと短縮ケーブルとの間に位置する、請求項1に記載の機器。
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