(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記環状電極が、前記ばね部材の外側表面又はそのカバーと、前記環状電極の内側表面との間に空隙リザーバを形成するように構成されている、請求項1に記載のカテーテル。
前記少なくとも1つの支持部材が、リードワイヤルーメン、センサーケーブルルーメン、及び灌注ルーメンからなる群の少なくとも1つを有する、請求項1に記載のカテーテル。
前記カテーテル本体を通じて延びて前記遠位区画に入り、前記ばね部材の前記ルーメンを通じて前記少なくとも1つの第1区画に到達して、前記少なくとも1つの環状電極に流体経路を提供する、灌注管を更に含む、請求項14に記載のカテーテル。
【背景技術】
【0002】
電極カテーテルは、長年にわたり医療行為で一般的に用いられている。電極カテーテルによる心不整脈の診断及び治療には、心臓組織の電気特性をマッピングすること、及びエネルギーの印加によって心組織を選択的にアブレーションすることが含まれる。そのようなアブレーションにより、望ましくない電気信号が心臓のある部分から別の部分へと伝播するのを止めるかあるいは修正することができる。アブレーション法は、非導電焼灼巣(lesion)の形成により、望ましくない電気経路を破壊する。焼灼巣を形成するための様々なエネルギー供給の様式がこれまでに開示されており、心組織壁に沿って伝導遮断部分を形成するためのマイクロ波、レーザー、及びより一般的には高周波エネルギーの使用が挙げられる。
【0003】
マッピングの後にアブレーションが続く、2段階の処置では、心臓内部の場所での電気的活動は、典型的には、1つ以上の電気センサー(又は電極)を収容するカテーテルを心臓内へと前進させ、複数の場所でのデータを取得することによって、検知及び測定される。次いでこれらのデータが利用されて、アブレーションが実施される組織の標的領域が選択される。
【0004】
使用中、電極カテーテルが、例えば、大腿動脈などの主要静脈又は動脈に挿入されると、心室へと案内される。基準電極は、一般に患者の皮膚にテープで貼られて提供されるか、又はアブレーションカテーテル若しくは別のカテーテル上に提供される。高周波(RF)電流がカテーテルのアブレーション電極に印加され、周囲の媒体、すなわち血管及び組織を通じて、基準電極に向かって流れる。電流の分布は、組織よりも伝導性の高い血液と比較すると、組織と接触する電極表面の大きさに依存する。
【0005】
組織の電気抵抗により組織の加熱が生じる。組織が充分に加熱されると心組織の細胞が破壊され、心組織内に非導電性の焼灼巣が形成される。この過程では、加熱された組織から電極自体への伝導によってアブレーション電極もまた加熱する。電極温度が十分に高くなり、おそらくは60℃超となる場合、乾燥した血液の薄い透明な膜が電極の表面上に形成され得る。温度が上昇し続けた場合、この血液の乾燥層は次第に厚くなり、結果として電極表面上に血液凝固を生じ得る。乾燥した生物学的物質は、組織よりも高い電気抵抗を有するため、組織の中に向かう電気エネルギーの流れに対するインピーダンスも増加する。インピーダンスが充分に高くなると、インピーダンス上昇が起こり、カテーテルを身体から抜いて先端電極をきれいにしなければならない。
【0006】
RF電流の通常の印加において、循環血液により、アブレーション電極がいくぶんか冷却される。別の方法は、血液によってもたらされるより受動的な生理的冷却に頼る代わりに、アブレーション電極を、例えば、生理的食塩水で室温にて灌注して、アブレーション電極を能動的に冷却することである。この方法では、高周波電流の強さが界面の温度によって制限されることがないため、電流を大きくすることができる。これにより、通常約10〜12mmのより大きく、かつより半球状の焼灼巣が得られる。
【0007】
アブレーション電極を灌注することの臨床的な効果は、電極構造内における流れの分布及びカテーテルを通じた灌注流れの速度に依存する。全体の電極温度を下げ、凝固形成を開始させるアブレーション電極のホットスポットをなくすことによって高い効果が実現される。流体経路の数を増やし、流量を大きくすることが、全体の温度及び温度変化、すなわちホットスポットを低減する上で、より効果的である。冷却剤の流量は、患者に注入され得る流体の量、及び、手技の間に注入装置を監視し、場合によっては再充填するのに必要となる臨床的な負担の増加に対して釣り合いのとれたものでなければならない。血液が冷却剤の通路に逆流するのを防止するために、アブレーションの間の灌注流れに加えて、典型的にはより低速な流量のメンテナンス用の流れが手技の全体を通じて必要となる。したがって、冷却剤の流れを可能な限り効率的に利用することによって冷却剤の流れを減じることが、望ましい設計目的となる。
【0008】
別の検討事項は、カテーテル先端部の位置と向きを正確に制御する能力である。この能力は重要であり、カテーテルの実用性を大きく左右するものである。カテーテルの遠位端部の配置を判定するための電磁式(EM)3軸配置/位置センサーを、電気生理学的カテーテルに組み込むことが一般に知られている。通常はカテーテルの遠位端部の近くの遠位先端部内にある、カテーテル内のEMセンサーが信号を発生させ、その信号は、身体に対してあるいは心臓自体に対して外側に固定された基準系に対する装置の位置を判定するために使用される。EMセンサーは能動型であっても受動型であってもよく、また、電場、磁場、若しくは超音波エネルギー場、又は当該技術分野において既知の他の好適な形態のエネルギーを発生させるか、又は受容することによって動作することができる。
【0009】
参照によって全ての開示内容が本願に組み込まれる米国特許第5,391,199号には、カテーテルの遠位端部内に収容された小型センサーコイルを備える位置応答式カテーテルについて記載されている。コイルは、外側から印加された磁場に応答して電気信号を発生させ、それらの磁場は、患者の体外に置かれた磁場発生コイルによって生成される。それらの電気信号が解析されて、コイルの3次元座標が判定される。
【0010】
参照によって全ての開示内容が本願に組み込まれる米国特許第6,690,963号は、侵襲医療器具、例えばカテーテル又は内視鏡の、基準系に対する配置と向きを判定するための配置システムに関するものであり、このシステムは、駆動信号に応答して、既知の識別可能な磁場、好ましくは連続的なAC磁場を発生させる複数の磁場発生器と、上記磁場に応答してセンサー信号を発生させる、遠位端部に近接して侵襲医療器具に定置された複数のセンサーと、上記駆動信号及び上記センサー信号に対応する複数の信号に対する入力を有し、侵襲医療器具上のある点の3つの位置の座標と3つの向きの座標を生成する信号処理器とを備える。
【0011】
先端電極の大きさ、及びその中の限られた内部空間により、EMセンサーは多くの場合、先端電極の外側に、先端電極の近位側に、またしばしば先端電極から軸外に配置され、それにより、センサーの位置検知能力の精度が低下することがある。先端電極の外側にあることにより、位置センサーはまた、曲げ応力に曝され、遠位先端部区画の可撓性と偏向性が制限され得る。更に、センサーはアブレーションの間にRFエネルギーによって損傷を受けることがある。
【0012】
アブレーション手技は5時間又は6時間に及び、結果として患者の流体負荷が甚大となり得るので、遠位先端部が灌注される場合、灌注による冷却の効率は重要な要素となる。従来の灌注式先端電極は通常、約30ワット未満のRFアブレーションエネルギーで約17mL/分から、約30ワット以上のRFアブレーションエネルギーで約30〜50mL/分の流量で動作する。
【0013】
電流カテーテルは、アブレーション用に適応された灌注式環状電極を含む。そのようなカテーテルは、灌注式環状電極の可視化のためのコイル又は単軸センサー(SAS)を含む。しかし、それらのセンサーは通常、偏向可能なカテーテルとともに通常使用される複数のルーメンのある管の専用のルーメン内に収容される。ルーメンはプラーワイヤ、リードワイヤ及び/又は灌注管のようなその他の構成要素のためにも必要とされるので、典型的なカテーテルの寸法を維持することは困難になる。カテーテルの複雑さが増すにつれて、より多くの構成要素が組み込まれ、したがって、それぞれの構成要素のための空間の割り当てがより困難になる。
【0014】
偏向可能なカテーテルは既知である。制御ハンドルは典型的には、ユーザーがカテーテルを一方向的に(一方の方向で)、又は二方向的に(平面内の反対の方向で)偏向させることができる、作動装置を提供する。線形アブレーションカテーテルは、単極又は双極アブレーションのいずれかの手段によって所定の時間に1つ以上のRF焼灼巣を形成するように使用される。生じる焼灼巣の大きさは、電極と心臓組織の良好な接触に高度に依存する。現在の線形カテーテルの設計は、偏向性又は可撓性の部分に環状電極が配置されている。しかしながら、この部分が過度に硬質であると、これは組織に適合せず、電極は効果的な焼灼巣のための、確実な接触を形成することができない。環状電極の間の区域がカテーテルの偏向中に過度に偏向すると、環状電極が組織から引き離されて、やはり効果的な焼灼巣の形成を妨げる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
図1は、改善された、偏向特性を備える、灌注先端部及び環状電極を有する、カテーテル10の実施形態を例示する。このカテーテルは、近位端と遠位端とを有する細長いカテーテル本体12と、カテーテル本体12の遠位端にある中間の偏向可能区画14と、灌注先端電極17及び複数の灌注式環状電極21を有する遠位区画15と、を有している。カテーテルはまた、少なくとも中間区画14の偏向を制御するための、カテーテル本体12の近位端における制御ハンドル16を含む。有利なことに、遠位区画15は、単一平面内の一方向又は二方向偏向を含む、より制御され、付勢された偏向を可能にする、ばね部材を有する。その長さに沿って、ばね部材は、別個の支持部材を収容し、それぞれが各環状電極を支持する一方で、ばね部材が全体としてより予測可能に偏向し、より効果的な焼灼巣を形成するために、組織と電極との間のより良好な接触を可能にする。
【0022】
図2A及び2Bを参照すると、カテーテル本体12は、1個の軸方向又は中央管腔18を有する細長い管状構造を含む。カテーテル本体12は、可撓性すなわち折曲可能であるが、その長さに沿っては実質上、非圧縮性である。カテーテル本体12は、任意の好適な構造のものでよく、任意の好適な材料で形成することができる。本発明で好ましい構成体は、ポリウレタン又はPEBAXで作製された外壁20を含む。外壁20にはステンレス鋼などの編組メッシュが埋め込まれていることによってカテーテル本体12の捻り剛性が高められているため、制御ハンドル16が回転させられると、カテーテル10の中間区画14がこれに応じて回転する。
【0023】
カテーテル本体12の外径は重要ではないが、好ましくは約8フレンチ以下、より好ましくは7フレンチである。同様に外壁20の厚さもそれほど重要ではないが、外壁20は、中央管腔18が引っ張り部材(例えば、引っ張りワイア)、リードワイヤ、及び他の任意の所望のワイヤ、ケーブル又は管を収容できるように十分に薄い。必要に応じて、外壁20の内側表面は、ねじり安定性を向上させるために補強管22で裏打ちされる。開示される実施形態において、約0.23cm〜約2.39cm(約0.090インチ〜約0.94インチ)の外径、及び約0.15cm〜0.17cm(約0.061インチ〜約0.065インチ)の内径を有する、外壁20を有する。
【0024】
強化管22及び外壁20の遠位端は、ポリウレタン接着剤などによる接着接合部23を形成することによってカテーテル本体12の遠位端の近くに固定的に取り付けられている。より乾燥が遅くかつ強力な接着剤、例えばポリウレタンを使用して、第2の接着接合部(図示せず)が、補剛チューブ20及び外壁22の近位端同士の間に形成されている。
【0025】
制御ハンドル16と、少なくとも中間偏向可能区画14との間に延びる構成要素は、カテーテル本体12の中央ルーメン18を通過する。これらの構成要素は、遠位区画15の先端電極17及び環状電極21のためのリードワイヤ40と、流体を遠位区画15に送達するための灌注管38と、先端電極及び環状電極に置かれた位置/場所センサー36のためのケーブル48と、少なくとも中間区画14の二方向への偏向のための対のプラーワイヤ26と、遠位区画15で温度を検知するための対の熱電対ワイヤ41、45と、を含む。
【0026】
図2A、2B及び2Cには、管19の短区画を含む中間区画14の実施形態が示されている。この管もやはり編組されたメッシュの構造を有しているが、ルーメン31、32、33、34及び35のような軸外の複数のルーメンを有している。軸外の、直径方向に対向する第1及び第2のルーメン31、32の各々は、プラーワイヤ26を担持する。第3の、軸外のルーメン33はリードワイヤ40及び熱電対ワイヤ41及び45を担持する。第4の、軸外のルーメン34はセンサーケーブル48を担持する。第5の軸上ルーメン35は、灌注管38を有する。
【0027】
中間区画14の管19は、カテーテル本体12よりも高い可撓性を有する好適な毒性の無い材料で形成されている。管19に好適な材料は、編組ポリウレタン、すなわち、編組ステンレス鋼などのメッシュが包埋されたポリウレタンである。それぞれの管腔の大きさは重要ではないが、それを通して延在するそれぞれの構成要素を格納するのに十分である。
【0028】
カテーテル本体12を中間区画14に取り付ける手段が、
図2A及び2Bに示されている。中間区画14の近位端部は、カテーテル本体12の外壁20の内側表面を受容する外周ノッチ24を備えている。中間区画14及びカテーテル本体12は、糊等により取り付けられる。
【0029】
必要に応じ、カテーテル本体12内において補強管22(設けられる場合)の遠位端と中間区画14の近位端との間にスペーサ(図示せず)が位置決めされ得る。このスペーサは、カテーテル本体12と中間区画14との間の連結部で可撓性の変化をもたらし、これにより連結部が、折り畳まれるか又はよじれるかすることなく滑らかに曲がることが可能になる。このようなスペーサを有するカテーテルは、米国特許第5,964,757号に開示され、この開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【0030】
それぞれのプラーワイヤ26は、Teflon(登録商標)でコーティングされることが望ましい。プラーワイヤ26は、ステンレス鋼又はニチノールなどの任意の好適な金属で作ることができ、テフロンコーティングはプラーワイヤに潤滑性を付与する。プラーワイヤは好ましくは、約0.015〜約0.025cm(約0.006〜約0.010インチ)の範囲の直径を有している。
【0031】
図2Bに示すように、各プラーワイヤ26のうちの、カテーテル本体12を通じて延びる部分は、プラーワイヤ26を囲む関係をなす圧縮コイル37を通過している。圧縮コイル37は、カテーテル本体12のほぼ近位端から中間区画14のほぼ近位端まで延びている。圧縮コイル37は、任意の好適な金属、好ましくはステンレス鋼で作製され、可撓性、すなわち屈曲を提供するが、圧縮には抵抗するように、それ自体に対して緊密に巻き付けられる。圧縮コイルの内径は好ましくは、プラーワイヤ26の直径よりもわずかに大きなものである。カテーテル本体12内で、圧縮コイル37の外側表面はまた、例えばポリイミドのチューブ材でできた、可撓性の非電導性シース39(
図2B)で被覆されている。
図2B及び2Cに示すように、それぞれのプラーワイヤ26のうちの、中間区画14を通じて延びる部分は、非電導性保護シース47で被覆されている。
【0032】
プラーワイヤ26の近位端部は、制御ハンドル16に定着されている。所望により、又は適切であれば、プラーワイヤ26の遠位端は、中間偏向可能区画14の遠位端付近、又は遠位区画15で固定され得る。プラーワイヤ26がカテーテル本体12とは別にかつ独立に長手方向に運動することにより、結果として、中間区画14及び/又は先端部区画15が偏向することになるが、この運動は、制御ハンドル16の適切な操作によって達成される。
【0033】
図1の例示的実施形態では、制御ハンドル16は二方向の偏向のためにプラーワイヤを作動する偏向作動装置50を有する。制御ハンドルは、使用者が偏向作動装置50を回転する容易さを調節することを可能にする偏向張力ノブ52もまた含む。好適な偏向アセンブリ及び制御ハンドルは、2008年12月30日に出願された、同時係属中の米国特許
出願第12/346,834号、名称「DEFLECTABLE SHEATH INTRODUCER」に説明されており、その全体の開示は、参照することにより、本明細書に組み込まれる。他の好適な偏向アセンブリが、2008年9月16日に出願された、同時係属中の米国特許出願第12/211,728号、名称「CATHETER WITH ADJUSTABLE DEFLECTION SENSITIVITY」、及び2008年5月27日に出願された米国特許出願第12
/127704号、名称「STEERING MECHANISM FOR BI−DIRECTIONAL CATHETER」に記載されており、これらのどちらの開示内容も全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【0034】
図3を参照し、中間区画14の遠位端に遠位区画15があり、これは、先端電極17、及び遠位区画15の長さに沿った選択される位置に取り付けられる、複数の灌注電極21を含む。環状電極21にかかわらず、遠位区画15は有利に可撓性ばね部材60を有し、これは、単一平面内において、対向する二方向でないにしろ、少なくとも一方向において制御又は付勢された偏向を可能にし、平面外の制限された偏向、又は垂直な方向の偏向のみを可能にし、トルク付与性、軸方向負荷耐量、及び側方力性能を維持する。ばね部材は、ニチロール、又はばね鋼などの可撓性及び形状記憶を有する、好適な材料から構成される。
【0035】
図4Aに例示されるように、ばね部材60は、長手方向軸61を画定する、細長い管状の形状を有する。管状の形状は、内部を通じて延びる中央ルーメン62を提供する。本発明の特徴により、ばね部材60は、所定の切断パターンにより可能となる、画定された圧迫特性を有する少なくとも1つの区画58、及び少なくとも1つの管状電極を担持するために、いずれの切断パターンも有さない、少なくとも1つの区画59により可能となる、制御又は付勢された偏向を有する。区画58の切断パターンは、管状の形状の長さに及ぶ、少なくとも1つのスパイン65から延びる、放射状リブ64を備える、複数の放射状スロット63を含む。スロット63は、管状の形状の長手方向軸61まで、垂直方向ではないにしても横方向に形成された切断部ないしは別の形態であり、各リブ64はほぼ均一な形状、深さD、幅W、及び間隔Sを有する。これらのパラメーターは、異なる偏向又は屈曲特性のために所望されるか、又は好適であるものとして、変動し得る。いくつかの無制限に可能なスロットの形状のいくつかが本明細書において例示れ、これは例えば、台形(
図5C)、三角形(
図5D)、及び円形又は鍵穴状(
図5E)、並びに、管状構造の直径の半分未満(
図5C)、直径の約半分(
図5D)、又は直径の半分超(
図5E)などの、異なる深さなどである。管状の形態自体は、円形、又は非円形の断面を有する、管を含み得ることが理解される。
【0036】
ばね部材60は、一般的に中間偏向可能区画14の遠位端と、先端電極の近位端との間の、先端区画15の長さを延長する。長さは、約1.0cm〜10.0cm、好ましくは約2.0cm〜5.0cm、より好ましくは3.0cmの範囲であり得る。例示される実施形態では、ばね部材60は、予備切断された区画58、及び2つの切断されていない区画59を有する。
【0037】
遠位区画15は、その中立構成においてばね部材60により支持され、その中立構成は線形に延びる(
図1の実線)。制御又は付勢された偏向(
図1の破線)は、
図4Aに示されるように、その長さに沿って、より弾性的に圧縮可能である少なくとも一方の側部66を有する、ばね部材60によって可能となる。スロット63、及びリブ64によりパターン化された側部66は、比較的より弾性的に圧縮可能であり、スパイン65の側部67は、圧縮に対して抵抗しないまでも、比較的より弾性的に圧縮可能ではない。また、
図4Aに例示されるように、側部66及び67が、互いに対してほぼ対向しているとき、ばね部材60は、2つの側部66及び67(すなわち、
図4A内にYZ平面)により画定される単一平面内において、かつ単一平面内の一方向において(すなわち、+Z軸に向かって)偏向するように付勢される。
【0038】
図4B及び
図4C内に例示されるように、別の実施形態において、ばね部材60は、各列が比較的より弾性的に圧縮可能な各側部66a、66bに沿って延びる2列の放射状スロット63a、63b、及びリブ64a、64bと、各スパインが、圧縮に抵抗しないまでも、比較的弾性的に圧縮可能でない、各側部67a、67bに沿って延びる、2つのスパイン65a、65bとを有する。2つのより圧縮性の側部66a、66bが、第1直径54に沿って互いにほぼ対向し(約180°の半径角度により分離される)、2つのより圧縮性の低い側部67a、67bが、第2直径55に沿って互いにほぼ対向し(約180°の半径角度によって分離される)、第1直径及び第2直径がほぼ垂直である(約90°の半径角度により分離される)場合、ばね部材60は、単一平面において(すなわち、
図4BのXY平面)において、かつ単一平面の反対方向(又は二方向的に)反対方向である(すなわち、+X軸、及び−X軸の方に)。
図4Bは、
図3の遠位区画15内に利用される、ばね部材60の実施形態を例示する。
【0039】
図4A及び
図4Bにおいて、スロット63a及びリブ64aは、
図5Aにより良く示されるように、スロット63b及びリブ64bと、それぞれ位置合わせされる。しかしながら、異なる列のスロット及びリブは、
図5Bに示されるように、これらが交互のパターンを表すようにして、互いにオフセットされ得る。
【0040】
ばね部材の偏向特性は、特に、ばね部材が異なる複数性、深さ、及び/又は幅を集する2列以上のスロット/リブを有し、スパインは異なる幅を有する及び/又は互いに対向せず、これらの半径方向の分離角度が約180°超又は未満である場合に、スロット/リブのいずれかの列の、複数性、深さD、間隔S、幅Wを含む様々な要因に依存する。
【0041】
ばね部材60の一体性は、
図3に示されるように、ばね部材にわたる、可撓性カバー78を含むことにより維持される。カバーは好ましくは、ばね部材のものとほぼ同等の可撓性を有する、PELLETHANE若しくはPEBAX、又はポリオレフィンなどの、生体適合性のプラスチック又はポリマーで作製される。カバーは、ばね部材が屈曲する能力を阻害するべきではない。カバーは、特に構造体がニチロール又は別の金属から作製される際に、導電性からばね部材を保護し、また血液及び他の体液がスロットに侵入し詰まることを防ぐ。カバー78は、部材60よりも長く、それぞれ、部材の近位端及び遠位端を超えて延びる、近位端及び遠位端を有する。カバーは、接着、熱結合及び/又は熱収縮などの任意の好適な方法により部材上で適所に固定され得る。
【0042】
少なくとも1つの環状電極21は、カバー78上のばね部材60上で担持される。例示される実施形態において、3つの環状電極21a、21b、21cが存在するが、この複数性は、約2〜10、より好ましくは、約3〜5の範囲であり得ることが理解される。各環状電極21において、支持部材56はばね部材60の中央ルーメン62内に位置し、その対応する環状電極を支持する。支持部材56は、灌注環状電極21に対する灌注流を調節し、その対応する環状電極が取り付けられる基材として機能する、SASなどの、ハウジング位置/場所センサーのために好適な十分に剛性のプラスチック材料で作製され得る。
図3、3A及び3Bを参照し、各支持部材56は、好ましくは偏向性中間区画14の管19のルーメン33、34及び35と軸方向に位置合わせされた、少なくともルーメン73、74、75を含む、複数のルーメンを有する、同様の構成を有し、これらのルーメン内の鋭い屈曲又は捻れを回避する。
図3Aの例示される実施形態において、各部材56は、電極リードワイヤ40及び熱電対ワイヤ41、45のための軸外ルーメン73、センサーケーブル48のための軸外ルーメン74、並びに灌注流のための中央ルーメン75を含む。部材は更に、プラーワイヤが遠位区画15内に延びる実施形態において、プラーワイヤ26のための、軸外の、直径方向に対向するルーメン71及び72を含み得る。
【0043】
各支持部材56の長さは、約0.2cm〜1.0cm、好ましくは約0.5cm(これは環状電極の長さとほぼ等しい)の範囲であり得る。支持部材56は、マイクロ加工、マイクロ成形、又は押し出し成形品の加工を用いて、十分に剛性で、かつ血液との接触のために十分に生体適合性であるプラスチック材料を使用して製作することができる。
【0044】
周辺の溝80は、各支持部材56の外側表面内に形成される。
図3及び3Bに例示した実施形態では、溝80は支持部材56の近位端の近くに形成されているが、溝80は支持部材56の遠位端の近くに形成されてもよいものと理解される。溝80は、それぞれの灌注式環状電極21のためのセンサー36Rのワイヤコイルを担持するために支持部材56上に提供される。有利なことに、ワイヤコイル(例えば短軸センサー「SAS」)は、支持部材56によってすでに占有されている空間を越えて遠位区画15の空間を占有しないように、支持部材56上の溝80に巻かれる。更に、そのワイヤコイルは支持部材56のどのルーメンも占有しない。むしろ、それらのルーメンは、典型的なセンサーのように必ずしも専用のルーメン及び/又はより大きいルーメンを必要としないリードワイヤ、熱電対ワイヤ、灌注管及びプラーワイヤを含む他の構成要素のために利用可能である。
【0045】
センサーケーブル48の対が、環状電極21の各コイルセンサー36Rに提供され、コイルの各端部は、ケーブルの対の一方に接続されている(
図3B)。環状電極21の各コイルの(かつ先端電極17の位置センサー36Tのための)センサーケーブル48は、支持部材56の第4ルーメン74を通じて延びる。ルーメン74と溝80との間の連通を可能にするように支持部材56を貫通する通路82(
図3A)は、溝のそれぞれの端に提供される。1本のセンサーケーブル48をそれぞれ対応する通路82を通じて供給し、センサー36Rがそれに接続された対のセンサーケーブルを有するように、センサー36Rのワイヤコイルのそれぞれの端に接続する。
【0046】
灌注環状電極21のそれぞれは、アブレーション及び灌注に適合され、互いに同様の構造を有する。この環状電極は、白金又は金、好ましくは白金とイリジウム又は金と白金の組み合わせなど、任意の好適な貴金属で作られ得る。
図6の例示される実施形態において、環状電極21は、その直径よりも大きな長さを備える、ほぼ円筒の形状であり、遠位端90、中間区画92、及び近位端94を有する。その長さ全体を通じて概して均一の厚さの壁96を有する環状電極21は、遠位端90及び近位端94より大きい直径を中間区画92に有する。そのようにして、壁は、角又は鋭い縁のない、外傷を与えない輪郭を環状電極にもたらすように、中間区画92の両側にそれぞれ湾曲した移行領域98を有し、中間区画で外方向に膨らんでいる。
図3A及び
図3Bを参照し、環状の空隙Gの形状のリザーバが中間区画92の内側表面と、ばね部材60の外側表面(カバー78も含む)との間に形成される複数の灌注開口100は、半径方向の流れを促進するために中間区画92の壁96に形成され、かつより軸方向の流れを促進するために湾曲した移行領域98に形成される。後者の場合は、湾曲領域98の開口100は、電極プロファイルにおける移行により、より高い電流密度に起因する、「ホットスポット」である可能性が高い炭化及び凝固を最少にするために特に効果的である。これに関して、湾曲した移行領域98は、ホットスポットの発生を最低限にするように、より高い開口密度、及び/又はより大きい断面を有する開口を有してもよい。好適な環状電極は、米国特許出願公開第2010/0168548(A1)号、及び2011年6月30日出願の米国特許出願第13/174,742号に記載されており、これら両方の内容全体は、参照することにより本明細書に組み込まれる。
【0047】
この環状電極21は、白金又は金、好ましくは白金とイリジウムの組み合わせなど、任意の好適な固体導電材料で作ることができる。環状電極は、接着剤などで、支持部材56上に載置することができる。環状電極は、単極又は双極であり得る。例示されている実施形態では、遠位側の単極環状電極と、近位側の一対の双極環状電極がある。各環状電極は、対応するリードワイヤ40Rに接続されている。
【0048】
各リードワイヤ40Rは、対応する環状電極21に任意の好適な方法で取り付けられる。リードワイヤを環状電極に取り付けるための好ましい方法は、まず、非伝導性カバー又はチューブ材の壁部を貫く小ホールを形成することを伴う。そのようなホールは、例えば、永久的なホールを形成するように支持部材56及びそのカバー78を貫いて針を挿入し、針を十分に加熱することによって形成され得る。リードワイヤは、次いで、マイクロフック等を用いることにより、穴を通して引かれる。次いでリードワイヤの端部がコーティングを剥ぎ取られ、環状電極の下側に溶接され、次いでその電極が、ホールの上の所定位置に滑り込まされ、ポリウレタン系接着剤などで適所に固定される。
【0049】
図3及び
図3Aに見られるように、少なくとも1つの開口部77は、各環状電極21を通じて延びる、灌注管38の各部分に形成される。開口部77は、ばね部材60内に形成される放射状経路76、そのカバー78、及び各環状電極21の下の支持部材56と導通する。経路76は、支持部材56のルーメン75から、支持部材56、ばね部材60、及びカバー78を通じて半径方向に延び、灌注管38と、環状電極21の空隙リザーバGとの間の流体連通をもたらす。各経路76は、経路76が支持部材56のそれぞれの、軸外ルーメンと交差ないしは別の方法で干渉しないように、所定の半径角度で形成される(
図3A)。有利なことに、通路76は、空隙リザーバGに送達される灌注流体の体積流量を調節するために正確な寸法に作ることができる。
【0050】
環状電極21の長さは、支持部材の全体がそのそれぞれ対応する環状電極によって覆われないように、支持部材56の長さとほぼ同等である。溝80及びコイルセンサー36Rは、ばね部材の区画59の下に位置付けられ、それによって、コイルセンサー36Rは、環状電極の間隙リザーバGの灌注流体から分離され、これに暴露されない。環状電極の遠位端90及び近位端94は、空隙リザーバGを囲む流体の密な封止を形成するように、支持部材56に対して相対的な寸法に作られる。
【0051】
図3及び
図7を参照し、先端電極17は、先端電極に対し、遠位及び軸上の位置にある、電磁位置センサー36Tを収容する。先端電極は、先端電極から流体への熱の移動を向上させるために灌注流体の乱流及び分散を促進し、それにより、流量をより少なくし、結果として患者の流体負荷を低減させるように構成されている。組織を冷却し、凝血を減じ、かつ/又はより深部での焼灼巣の形成を促進するために、流体、例えば、食塩水又はヘパリンで凝結防止した食塩水が、先端電極からアブレーション部位に送給され得る。神経抑制剤(neuroinhibitors)及び神経興奮剤(neuroexcitors)などの診断用及び治療用の流体を含めて、他の流体が同様に送給され得ることは理解されよう。
【0052】
先端電極17は、導電性ドーム外殻110及び内部部材112を含む二部分からなる構成を有する。外殻110は、概ね円筒形であり、閉じた遠位端114と開いた近位端(又は首部)116との間にチャンバ113を画定する。首部116は接続区画81の非伝導性カバー85の遠位端と接続される。内部部材112は、外殻110の内部に適合するように構成され、チャンバ113の内部に置かれる細長い遠位区画118及び首部116をプラグする近位コア120を有する。コア120と遠位区画118とは、ステム119によって接続される。外殻110の遠位端114及び内部部材112の遠位区画118は、チャンバ113が先端電極17に入る灌注液のための先端リザーバとして機能するように、相対的な寸法に作られる。液路124は、灌注コネクタールーメン86からチャンバ113への流体連通をもたらすようにコア120内に形成される。
【0053】
外殻110は、生体適合性合金を含む生体適合性金属で形成される。好適な生体適合性合金としては、ステンレス鋼合金、貴金属合金、及び/又はこれらの組み合わせから選択される合金が挙げられる。一実施形態では、この外殻は、約80重量%のパラジウム及び約20重量%の白金を含む合金で形成される。別の実施形態では、外殻は、約90重量%の白金及び約10重量%のイリジウムを含む合金で形成される。外殻は、深絞り製造プロセスによって形成することができ、その深絞り製造プロセスでは、マッピング及びアブレーション手技の間の取扱い、患者の身体を通じた輸送、及び組織の接触に好適な、十分に薄くかつ頑丈な壁が製作される。深絞りされた外殻はまた、放電加工(EDM)プロセスで、チャンバ113と外殻110の外側との間の流体連通を可能にする複数の大きなスルーホール又はポート122を外殻内に形成するのに好適である。
【0054】
内部部材112の細長い遠位区画118は、最適な性能のためにセンサーが先端電極に対して遠位かつ中央になるように、チャンバ113の内部の中央に位置付けられた電極センサー36Tを保護し、封入するように構成される。開示される実施形態では、先端電極センサー36Tは、身体又は心臓自体のいずれかの外部に固定された基準フレームに対する装置の位置を決定するために使用される信号を起動する3つのコイルを用いる電磁(EM)三軸場所/位置センサーである。EMセンサーは能動型であっても受動型であってもよく、また、電場、磁場、若しくは超音波エネルギー場、又は当該技術分野において既知の他の好適な形態のエネルギーを発生させるか、又は受容することによって動作することができる。
【0055】
内部部材112のコア120は、外殻110の首部116に置かれる。コアは、有利なことに、灌注液を拡散するように、首部116を通じて複数の液路又はチャネル124を提供する拡散体として構成される。そのようにして、拡散体コア120は、チャンバ113内により多くの乱流及びより均一な流速をもたらし、したがって、外殻110の対流冷却を増加する。先端電極17における灌注はしたがって、先端電極の全長にわたってより均一となる。内部部材112は、さもなければ流体が更に遠位側のポートに運ばれ、より近位側のポート122に供給されなくなるという、先端電極17に進入する流体の速度の傾向に、効果的に対処する。
【0056】
コア120の近位表面において、中央開口部130(
図7A)は、灌注管38の遠位端を、コア120のチャネル124と接続する。コア120の内部で、チャネル124は先端電極全体において様々な度合いで互いに交差し(
図7B)、次いで、個別のチャネル(
図7C)へと分離される。例示した実施形態では、チャネル124は円形の断面を有しているが、多角形又は任意の非円形であってもよく、適宜、任意の好適な寸法を有することができるものと理解される。コア120は、コア120がそのリードワイヤ40Tによって通電されたときに外殻110と導電性になるように、導電性材料で作製されるが、遠位区画118は先端電極センサー36Tを封入するようにポリイミドのようなプラスチック、又はエポキシのような接着剤若しくはシーラントで作製され得る。
【0057】
また、コア120の近位の表面には、電極リードワイヤ40T及び熱電対ワイヤ41、45のためのブラインドホール132、133(
図3及び
図7A)がある。コア120、ステム119から内部部材112の遠位区画118まで長手方向に貫通して延在する貫通ホール134は、電極センサー36Tのためのケーブル48Tのために提供される。貫通ホールすなわち通路134は、コア120の軸外の近位の場所から、ステム119の軸内の遠位の場所まで、流体拡散チャネル124を妨害することのない経路に作られる。
【0058】
それぞれのプラーワイヤ26の遠位端は、Tバー105を有する。
図8の例示される実施形態において、Tバーが、中間区画14の遠位端の、又はその付近の管19の第1ルーメン31、及び第2ルーメン32内に固定される。しかしながら、所望により、又は適切であれば、プラーワイヤ26の遠位端は、先端電極17のコア120(
図3)の近位表面内の、直径方向に対向する軸外ブラインドホール内に溶接され得る。
【0059】
本発明の別の機構に従い、流体は、カテーテル本体12(
図2A)を通じて、中間区画14(
図2A)を通じて、かつ遠位区画15を通じて、支持部材56のルーメン75を通じて延びる、灌注管38(
図3B)を介して供給される。流体の一部分は開口部77及び通路76(
図3C)を介して各環状電極のリザーバ空隙Gに入り、開口100を介して環状電極を出る。流体の別の部分はコネクター灌注ルーメン38及び拡散チャネル124(
図5)を介して先端電極17へと続き、そこでチャンバ113に入り、灌注ポート122を介して先端電極を出る。先端電極17で、流体は拡散チャネル124を通じて半径方向に、より均一かつ同等の流れを有し、それにより、チャンバ113内の乱流の増加及びより均一な流量をもたらし、したがって、外殻110の対流冷却の増加をもたらす。先端電極における灌注はしたがって、先端電極の全長にわたってより均一となる。好適な先端電極は、2010年4月26日付で出願された米国特許出願第12/767,763号、表題「IRRIGATED CATHETER WITH INTERNAL POSITION LOCATION SENSOR」に記載されており、その全開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【0060】
リードワイヤ40T及び40Rは、カテーテル本体12のルーメン18(
図2A)、中間区画14のルーメン33(
図2A)、及び遠位区画15全体にわたる支持部材56のルーメン73(
図3B)を通過する。リードワイヤのうちの、カテーテル本体12の中央ルーメン18を通って延びる部分、及びルーメン33の近位端は、保護シース67(
図2A)内に封入され得、その保護シースは、任意の好適な材料、好ましくはポリイミドで作製され得る。保護シースは、ルーメン33にポリウレタン系接着剤などで接着することにより、遠位端部にて中間区画14の近位端部に定着される。それぞれの電極リードワイヤは、制御ハンドル16の近位端で連結器(図示せず)において終端する近位端を有する。先端電極17及び環状電極21はコネクターを介してリードワイヤ40T及び40Rによってアブレーションエネルギー源に電気接続される。それらのワイヤを、コネクターを介して適切なマッピング又は監視システムに電気接続してもよい。
【0061】
先行技術は、本発明の特定の代表的な実施形態を参照して提示されてきた。当業者は、記載した構造の代替及び変化が、本発明の原理、趣旨及び範囲を逸脱することなく実施できることを理解するだろう。図面は、必ずしも縮尺通りではないことが理解される。スロットの切断パターン、リブ及びスパインを含む、特定の機構は、明確にする目的のために誇張されている場合がある。したがって、前述の記載は、添付図面に記載及び例示された正確な構造のみに関するものとして読むべきではない。むしろ、その最も完全かつ最も正確な範囲を有する以下の特許請求の範囲に一致し、それを支持するものとして読むべきである。
【0062】
〔実施の態様〕
(1) 位置センサーを担持するように適応されたカテーテルであって、
細長いカテーテル本体と、
前記カテーテル本体の遠位の遠位区画であって、前記遠位区画は、
長手方向軸を画定する長さ、及び前記長さに沿って延びる中央ルーメンを有するばね部材であって、前記ばね部材は少なくとも1つの第1区画、及び少なくとも1つの第2区画を有し、前記少なくとも1つの第2区画は、前記ばね部材の第1側部に沿って長手方向に延びる少なくとも1つのスパイン、及び前記ばね部材の第2側部に沿って、複数のスロットにより画定される少なくとも1つのリブを含み、前記少なくとも1つのリブ及び前記スロットは、前記長手方向軸に対して横方向である、ばね部材、
前記ばね部材の前記少なくとも1つの第1区画上に担持される少なくとも1つの環状電極、
前記少なくとも1つの環状電極を支持するために、前記ばね部材の前記少なくとも1つの第1区画の前記ルーメン内に位置付けられる、少なくとも1つの支持部材、及び
先端電極を含む、遠位区画とを含み、
前記ばね部材は、単一平面において前記遠位区画の付勢された偏向を提供するに当たり、前記第1側部とほぼ対向する前記第2側部に沿って、前記少なくとも1つの第2区画内において圧縮可能である、カテーテル。
(2) 前記遠位区画の前記付勢された偏向が、単一平面にあり、単一方向である、実施態様1に記載のカテーテル。
(3) 前記ばね部材が非導電性コーティングを有する、実施態様1に記載のカテーテル。
(4) 前記ばね部材を超えて延びる、流体密シースを更に含む、実施態様1に記載のカテーテル。
(5) 灌注流体を少なくとも前記環状電極に供給するために、前記少なくとも1つの支持部材を通じて灌注流体経路が提供される、実施態様1に記載のカテーテル。
【0063】
(6) 前記少なくとも1つの支持部材が、前記支持部材の外側表面の周囲に巻かれるコイルセンサーを担持する、実施態様1に記載のカテーテル。
(7) 前記コイルセンサーが、前記支持部材の外側表面に形成された溝に巻かれる、実施態様1に記載のカテーテル。
(8) 前記コイルセンサーが、前記支持部材の外側表面に形成された溝に設置される、実施態様1に記載のカテーテル。
(9) 前記コイルセンサーが、環状電極と前記支持部材との間に位置する、実施態様1に記載のカテーテル。
(10) 前記環状電極が、前記ばね部材の外側表面又はそのカバーと、前記環状電極の内側表面との間に空隙リザーバを形成するように構成されている、実施態様1に記載のカテーテル。
【0064】
(11) 前記カテーテル本体を通って、前記遠位区画に入り、前記ばね部材の前記ルーメンを通じて前記少なくとも1つの環状電極に達する、灌注流体経路を更に含み、灌注経路は前記少なくとも支持部材及び前記少なくとも1つの環状電極内に形成され、前記灌注流体経路と前記空隙リザーバとの間の流体連通をもたらす、実施態様10に記載のカテーテル。
(12) 前記少なくとも1つの支持部材が、リードワイヤルーメン、センサーケーブルルーメン、及び灌注ルーメンからなる群の少なくとも1つを有する、実施態様1に記載のカテーテル。
(13) 前記先端電極が、
チャンバを画定し、流体ポートを有する、外殻と、
先端の場所センサーを担持し、前記チャンバに入る流体を拡散するために拡散体を有する、内部部材と、を含む、実施態様1に記載のカテーテル。
(14) カテーテルであって、
細長いカテーテル本体と、
前記カテーテル本体の遠位の遠位区画であって、前記遠位区画は、
長手方向軸を画定する細長い中空本体、及び前記長さに沿って延びるルーメンを有するばね部材であって、前記ばね部材は少なくとも1つの第1区画及び少なくとも1つの第2区画を有し、前記少なくとも1つの第2区画は、前記ばね部材の第1側部及び第2側部に沿って、それぞれ長手方向に延びる、少なくとも2つのスパイン、並びに前記ばね部材の第3及び第4側部に沿ってそれぞれ延びる、スロットにより画定される少なくとも2列のリブを有し、前記リブ及び前記スロットは前記長手方向軸に対して横方向である、ばね部材、
前記ばね部材の前記少なくとも1つの第1区画上に担持される、少なくとも1つの環状電極、並びに、
前記少なくとも1つの環状電極を支持するために、前記ばね部材の前記少なくとも1つの第1区画の前記ルーメン内に位置付けられる、少なくとも1つの支持部材を含む、遠位区画とを含み、
前記ばね部材は、前記第2区画において二方向的に、前記第1側部及び前記第2側部と交差する平面内で、より圧縮可能であり、前記第2区画において、前記第3側部及び前記第4側部と交差する平面内で、より圧縮可能でない、カテーテル。
(15) 前記カテーテル本体を通じて延びて前記遠位区画に入り、前記ばね部材の前記ルーメンを通じて前記少なくとも1つの第1区画に到達して、前記少なくとも1つの環状電極に流体経路を提供する、灌注管を更に含む、実施態様14に記載のカテーテル。
【0065】
(16) 各列の前記スロット及びリブが、互いに位置合わせされている、実施態様14に記載のカテーテル。
(17) 各列の前記スロット及びリブが、互いにオフセットされている、実施態様14に記載のカテーテル。
(18) 前記第1区画がスロット及びリブを有さない、実施態様14に記載のカテーテル。
(19) コイルセンサーが、前記少なくとも1つの支持部材の外側表面の周囲に巻かれる、実施態様14に記載のカテーテル。
(20) 前記コイルセンサーが、前記少なくとも1つの支持部材の外側表面に形成された溝に巻かれる、実施態様14に記載のカテーテル。