(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の一実施形態は、
人体器官に挿入されるように構成された遠位部を有する柔軟挿入管と、
挿入管の遠位部に異なるそれぞれの位置で接続され、それぞれの位置で前記挿入管から離れて横方向に延在する複数の弾性分枝と、
弾性分枝のそれぞれに配置された1個又は2個以上のそれぞれの電極と、
弾性分枝を横切って電極を挿入管への結合する導体と、を含む装置を提供する。
【0005】
典型的には、弾性分枝のそれぞれは、弾性領域と非弾性領域とからなる。弾性領域は、非弾性領域より柔軟挿入管の近くにあってもよい。分枝に曲げ力を加えると、非弾性領域は、典型的には、挿入管と平行に並ぶ。曲げ力を除去すると、非弾性領域は、典型的には、挿入管から離れて横方向に延在するように戻る。
【0006】
開示された実施形態では、1対の弾性分枝の異なるそれぞれの位置は、柔軟挿入管の断面円上にある。
【0007】
更に他の開示された実施形態では、柔軟挿入管の断面が円の場合、弾性分枝のうちの1つだけが円に接続される。
【0008】
更に他の開示された実施形態では、弾性分枝と遠位部は、共通平坦面内にある。あるいは、弾性分枝と遠位部は、複数の平面内にある。
【0009】
弾性分枝は、遠位部に直角でよい。あるいは、弾性分枝は、遠位部から非直角に延在してもよい。
【0010】
代替実施形態では、人体器官は心臓からなり、1個又は2個以上のそれぞれの電極は、心臓から心電計(ECG)信号を取得するように構成される。代替又は追加として、1個又は2個以上のそれぞれの電極が、心臓の組織を除去するように構成される。
【0011】
弛緩状態の遠位部は、直線を形成してもよく、曲線を形成してもよい。
【0012】
本発明の一実施形態により、方法であって、
人体器官に挿入されるように構成された遠位部を有する柔軟挿入管を提供することと、
複数の弾性分枝を挿入管の遠位部に異なるそれぞれの位置で接続して、分枝が、それぞれの位置で挿入管から離れて横方向に延在するようにすることと、
1個又は2個以上のそれぞれの電極を各弾性分枝上に配置することと、
導体を弾性分枝を横切るように配置して電極を挿入管に結合することと、を含む。
【0013】
以下の実施形態の詳細な説明を、以下の図面と併せ読むことによって、本開示のより深い理解が得られるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0015】
概論
医療処置を行なうためのカテーテルは、典型的には、処置を受ける患者に対する外傷を少なくするためにできるだけ小さい直径を有する。しかしながら、カテーテルの小さい直径は、カテーテルのシャフトに取り付けられることがある構造物の数を制限する。更に、カテーテルは、細長いシースを使用して患者の身体内を進められ、シース内に後退することができる構造物をシースが制限することがある。したがって、同時心電計(ECG)信号を取得するために使用されるカテーテルなど、多数の電極を使用するカテーテルの場合、従来技術のカテーテルは、多数の電極を収容するために比較的大きいことがある。
【0016】
本発明の実施形態は、カテーテルのスパインとして働くと考えられ得る比較的小さい直径の柔軟な挿入管を備えたカテーテルに提供することによって、これらの問題を解決する。管の遠位部には、管から離れて横方向に延在する複数の弾性分枝が接続される。1個又は2個以上の電極が分枝上に配置され、導体が分枝と挿入管を横切って、電極を管の近位端に結合する。
【0017】
カテーテル分枝が弾性となるように構成することによって、分枝は、カテーテルスパインの方に曲がることができる。したがって、施術時に、カテーテルは、器官内にあらかじめ位置決めされた比較的小さい直径のシースを介して、心臓などの器官内に挿入され、かつそこから除去されうる。シース内にある間、分枝はスパインの方に曲がる。器官内に入った後で、分枝をまっすぐにすることができ、分枝の電極を使って電気信号を器官との間でやりとりすることができる。
【0018】
詳細な説明
図1Aと
図1Bは、本発明の一実施形態による、2つの状態の柔軟挿入管11の遠位部分10を概略的に示す。
図1Aは、拡げられ、弛緩され、又は真っ直ぐにされた状態の遠位部分を示し、
図1Bは、折りたたまれ、又は曲げられた状態の遠位部分を示す。管11はカテーテルとして使用されてもよく、本明細書ではカテーテル11と呼ばれる。遠位部分10は、典型的には略円筒状で柔軟挿入管の主スパインとして働く遠位部12を含み、したがって、遠位部12は、本明細書では主スパイン12とも呼ばれる。管11の弛緩状態で、スパインは直線を形成する。複数の略類似した弾性分枝要素14もまた、典型的には略円筒状であり、本明細書では弾性分枝14とも呼ばれ、遠位部に接続される。分枝要素の主スパインへの接続は、任意の所与の接合部で2つの実体、即ち分枝要素とスパインが互いに交差し、それにより分枝要素が遠位部から突出するように構成される。
【0019】
図示されたように、遠位部分10では、任意の所与の対の要素14とスパイン12との接合の位置がスパインの断面円23上になるように、要素14が対にされる。(明瞭かつ単純にするために、図には、そのような断面円が1つだけ示されている。)いくつかの実施形態では、分枝要素は、スパイン12に対して直角であり、それにより、例えば、接合が断面円の直径上にある場合、要素14は互いに180°の角度をなす。あるいは、断面円上に直交分枝要素の接合があってもよいが、要素は、互いに180°以外の角度、例えば45°〜179°の範囲の角度をなしてもよい。他の実施形態では、分枝要素のうちの少なくともいくつかは、スパインに対して直角ではなく、むしろスパインに対して90°より大きいか又は小さい角度をなす。
【0020】
各分枝要素14は、要素を取り囲むリングとして形成されてもよい1個又は2個以上、典型的には複数の電極16を含む。代替又は追加として、電極16のうちの少なくともいくつかは、分枝要素上に平らな構造物として形成されてもよい。スパイン12、要素14、及び電極16の材料は、生体適合性であるように選択される。電極は、カテーテル11の近位端で、要素とスパイン内のそれぞれの導体13によって、電気信号を電極から受信することができる、及び/又は電気信号を電極に送信することができる操作コンソールに接続される。単純にするため、
図1Aと
図1Bには、2本の導体13だけを示す。適切な操作コンソールは、カリフォルニア州ダイアモンドバーのBiosense Websterによって製造されるCarto(登録商標)システムで提供される。コンソールは、典型的には、遠位部分の追跡などの遠位部分に関する他の機能を提供するように構成される。コンソールは
図1A及び
図1Bに示されていないが、下記
図3に関してコンソールを示し、コンソールの機能について記述する。
【0021】
スパイン12の典型的な寸法は、およそ長さ1m、直径1.5mm〜2mmであり(図にはスパインの遠位部分だけが示されている)、いくつかの実施形態では、リング電極22もまたスパイン12のまわりに形成される。リング電極22は、それぞれの導体17(図にはその1つだけが示されている)によって操作コンソールに接続される。要素14の典型的な寸法は、長さ約1.5cm〜2cm、直径1mmである。しかしながら、スパイン12と要素14の長さと直径は、これらの値より大きくても小さくてもよい。
【0022】
遠位部分10は、患者の器官(心臓など)に挿入されるように構成され、そのため、遠位部分のすべての部分が、生体適合性材料から形成される。挿入する際に遠位部分の位置と向きを追跡するために、遠位部分は、典型的には、1個又は2個以上の位置センサ18を含む。いくつかの実施形態では、センサ18は、センサと相互作用する外部磁界に応じて信号を生成することによって動作する。このタイプのセンサは、前述のCarto(登録商標)システムで提供される。
【0023】
以上のように、要素14とスパイン12の接合部で、該要素とスパインが交差する。更に、接合部の近くに、各要素14は、要素がその円筒状態から弾性的に曲がることを可能にする領域20を含む。領域20は、比較的非弾性的でありかつ非弾性領域21を含む要素14の残りの部分よりも柔軟かつ弾性的に構成される。したがって、
図1Bの説明に関して後で例示されるような力を受けると、要素14は、要素の別の部分ではなく、領域20で弾性的に曲がる。曲げ力が解放されたとき、領域20の弾性特性によって、要素はその筒状形状に戻る。
【0024】
遠位部分10を前述の患者の器官に挿入するために、典型的には、シース24(
図1B)が、最初に器官に挿入される。シース24は、スパイン12と要素14のサイズにもよるが、典型的には最大約4mmの内径を有し、したがって、シースの直径は4mm未満でよい。次に、遠位部分10がシースに挿入され、シースの直径は、要素14に力を加えることによって該要素が曲がるのを抑制する。領域20の柔軟な弾性特性により、要素は強制的に該領域で曲げられ、それにより、遠位部分10は、要素14が曲がった状態で、シース24を通ることができる。シース遠位端26が患者の器官で終端するようにシース24が患者に挿入された場合、遠位部分10は、シースから出るまでシース内を通り、器官に入る。シースを出ると、要素14は、弾性領域20をまっすぐにすることによって、その円筒形状を回復する。
【0025】
図1Bは、カテーテル遠位部分10が患者の器官から矢印28の方向に抜き抜かれる場合を示す。この場合、カテーテル遠位部分10は、シース遠位端26を介してシース24内に引き込まれる。引き込みによって、要素14に力がかかり、その結果、要素が領域20で弾性的に曲がる。カテーテル遠位部分が患者の器官に挿入される状況と対照的に、
図1Bは、カテーテル遠位部分が器官から引き抜かれ、したがって、曲がった要素14が、典型的には、シース遠位端26の「方に向く」場合を示す。図に示されたように、シース内では、非弾性的領域21はスパイン12と平行である。カテーテル遠位部分10が患者の器官に入る場合、要素14は、典型的には、シース遠位端26と「反対を向く」。
【0026】
図2Aと
図2Bは、本発明の代替実施形態による、2つの状態の柔軟挿入管31の遠位部分30を概略的に示す。
図2Aは、まっすぐな状態の遠位部分30を示し、
図2Bは、曲がった状態の遠位部分を示す。管31はカテーテルとして使用されてもよく、本明細書ではカテーテル31と呼ばれる。以下に記載される違いを除き、遠位端30の動作は、遠位端10(
図1Aと
図1B)の動作と概ね同様であり、両方の遠位部分10及び30に同じ参照番号によって示された要素は、構成と動作が概ね同様である。要素14が対で配列され、各対がスパインの共通直径においてスパイン12と交わる遠位部分10と対照的に、遠位部分30の要素14は、スパイン12に沿って互い違い構成で配置される。換言すると、各要素14は、スパインの固有直径においてスパイン12と交わる。遠位部分30の要素14の互い違い配列は、遠位部分10の局所接合と比較して、接合部に血栓が生じる可能性を減少させることがある。
【0027】
いくつかの実施形態では、要素14は、ほぼ同じ寸法及び数の電極を有し、遠位部分10及び30がまっすぐな状態で、スパインが直線のとき、要素は、スパイン12によって規定された共通平面にある。しかしながら、本発明の他の実施形態は、寸法が互いに異なる要素14を有してもよく、かつ/又は各要素14に異なる数の電極16を有してもよく、かつ/又はスパイン12によって規定された複数の平面内にあってもよい。
【0028】
図3は、本発明の一実施形態による、シース遠位端26を出た後の柔軟挿入管41の遠位部分40を概略的に示す。単純にするため、
図3にはシース26が示されていない。管41はカテーテルとして使用されてもよく、本明細書ではカテーテル41とも呼ばれる。以下に記載する違いを除き、遠位端40の動作は、遠位端10(
図1Aと
図1B)の動作と概ね同様であり、両方の遠位端10及び40に同じ参照番号によって示された要素は、構造と動作が概ね同様である。
【0029】
遠位部分10とは対照的に、弛緩状態の遠位部分40のスパイン12(即ち、スパイン12がシース26外にあるとき)は、円の一部分(即ち、他の平面湾曲構造)の形であり、したがって、カテーテル41は、前述のCarto(登録商標)システムで入手可能なラッソーカテーテルの形でよい。一例として、スパイン12と分枝14は、共通平面、即ち紙面内にあると仮定される。
【0030】
図4は、本発明の代替実施形態による、シース遠位端26から出た後の柔軟挿入管51の遠位部分50を概略的に示す。単純にするため、
図4にシース26は示されていない。管51はカテーテルとして使用されてもよく、本明細書ではカテーテル51とも呼ばれる。以下に記載する違いを除き、遠位端50の動作は、遠位端40(
図3)の動作と概ね同様であり、両方の遠位端40及び50に同じ参照番号によって示された要素は、構造と動作が概ね同様である。
【0031】
遠位部分40に関して、遠位部分50のスパイン12は、弛緩状態で平面湾曲形状になる。しかしながら、遠位部分40と対照的に、遠位部分50の分枝14とスパイン12は、共通平面内にはなく、異なる平面内にある。一実施形態では、分枝14のうちの少なくともいくつかは、その弛緩状態でスパイン12の平面に直角である。
【0032】
スパイン12はいくつかの構造が可能である。例えば、スパイン12、及び典型的には遠位部分10又は30の形状は、1本以上のワイヤをスパインに組み込むことによって可変に構成されてもよく、ワイヤは、カテーテルの近位端にある形状調整部で終端する。そのような可変形状のカテーテルは、前述のCarto(登録商標)システムで入手可能である。スパイン12の他の可能な構造は、当業者に明らかであり、そのような構造はすべて、本発明の範囲に含まれると仮定される。
【0033】
次に
図5を参照すると、
図5は、本発明の一実施形態によるカテーテル11又はカテーテル31を使用する医療処置システム60の概略図である。分かりやすくするために、
図3は、カテーテル11が患者66の心臓64の診断医療処置に使用されると仮定して描かれている。当業者は、カテーテル31が診断でない医療処置に使用される場合に、以下の説明を、必要な変更を加えて適用することができるであろう。
【0034】
以下の説明は、カテーテル11の電極16及び/又は22が心臓64からの心臓内ECG(心電計)信号を検出すると仮定する。代替又は追加として、電極のうちの少なくとも何個かが、心臓の組織を切除するように構成されてもよい。信号検出及び/又は切除は、遠位部分10が医療専門家70によって心臓内に挿入された後で行なわれる。
【0035】
システム60は、ECGモジュール78及び剥離モジュール80と通信する処理ユニット76を含むシステムプロセッサ74によって制御されうる。モジュールは、処理ユニットが、前述のECG及び切除機能、並びに結果の分析や照合などの他の機能を提供することを可能にする。プロセッサ74は、典型的にはマウスやトラックボールなどのポインティング装置を含む操作コンソールを含むコンソール84に取り付けられてもよい。専門家74は、ポインティング装置を使用してプロセッサと対話し、プロセッサは、特に、システム60によって作成された結果をスクリーン86上で専門家に提示するために使用されうる。
【0036】
プロセッサ74は、プロセッサのメモリに記憶されたソフトウェアを使用してシステム60を操作する。ソフトウェアは、例えばネットワークを通して電子形式でプロセッサ74にダウンロードされてもよく、あるいは代替的又は追加的に、磁気、光学、又は電子的メモリ等の持続的な有形媒体に提供及び/又は格納されてもよい。
【0037】
プロセッサ74は、典型的には、位置センサ18に結合されうるプローブ追跡モジュールや、遠位部分10に加わる力を測定する力モジュールなどの他のモジュールを含む。単純にするため、そのようなモジュールは、
図1に示されていない。前述のCarto(登録商標)システムは、そのようなモジュールを使用する。
【0038】
上述した実施形態は一例として記載されたものであり、本発明は、本明細書において上に具体的に図示及び説明した内容に限定されないことが明らかであろう。むしろ、本発明の範囲には、上で説明した様々な特徴の組合わせと部分的組合わせの両方、並びにそれらの変形形態及び修正形態が含まれ、これらは、上述の説明を読めば当業者には想到されるものであり、従来技術では開示されていないものである。
【0039】
〔実施の態様〕
(1) 装置であって、
人体器官に挿入されるように構成された遠位部を有する柔軟挿入管と、
前記挿入管の前記遠位部に異なるそれぞれの位置で接続され、前記それぞれの位置で前記挿入管から離れて横方向に延在する複数の弾性分枝と、
前記弾性分枝のそれぞれに配置された1個又は2個以上のそれぞれの電極と、
前記弾性分枝を横切って前記電極を前記挿入管に結合する導体と、を含む装置。
(2) 前記弾性分枝のそれぞれが、弾性領域と非弾性領域を含む、実施態様1に記載の装置。
(3) 前記弾性領域が、前記非弾性領域より前記柔軟挿入管に近い、実施態様2に記載の装置。
(4) 前記各分枝に曲げ力を加えたときに、前記非弾性領域が、前記挿入管と平行に並ぶ、実施態様2に記載の装置。
(5) 前記曲げ力を除去したとき、前記非弾性領域が、前記挿入管から離れて横方向に延在するように戻る、実施態様4に記載の装置。
【0040】
(6) 1対の前記弾性分枝の前記異なるそれぞれの位置が、前記柔軟挿入管の断面円上にある、実施態様1に記載の装置。
(7) 前記柔軟挿入管の断面が円の場合に、前記弾性分枝のうちの1つだけが、前記円に接続される、実施態様1に記載の装置。
(8) 前記弾性分枝と前記遠位部が、共通平面内にある、実施態様1に記載の装置。
(9) 前記弾性分枝と前記遠位部が、複数の平面内にある、実施態様1に記載の装置。
(10) 前記弾性分枝が、前記遠位部に直角である、実施態様1に記載の装置。
【0041】
(11) 前記弾性分枝が、前記遠位部から非直角に延在する、実施態様1に記載の装置。
(12) 前記人体器官が、心臓を含み、前記1個又は2個以上のそれぞれの電極が、前記心臓から心電計(ECG)信号を取得するように構成される、実施態様1に記載の装置。
(13) 前記人体器官が、心臓を含み、前記1個又は2個以上のそれぞれの電極が、前記心臓の組織を除去するように構成された、実施態様1に記載の装置。
(14) 弛緩状態の前記遠位部が、直線を形成する、実施態様1に記載の装置。
(15) 弛緩状態の前記遠位部が、曲線を形成する、実施態様1に記載の装置。
【0042】
(16) 方法であって、
人体器官に挿入されるように構成された遠位部を有する柔軟挿入管を提供することと、
複数の弾性分枝を前記挿入管の前記遠位部に異なるそれぞれの位置で接続して、前記分枝が、前記それぞれの位置で前記挿入管から離れて横方向に延在するようにすることと、
1個又は2個以上のそれぞれの電極を各前記弾性分枝上に配置することと、
導体を前記弾性分枝を横切るように配置して前記電極を前記挿入管に結合することと、を含む方法。
(17) 前記弾性分枝のそれぞれが、弾性領域と非弾性領域を含む、実施態様16に記載の方法。
(18) 前記各分枝に曲げ力を加えたときに、前記非弾性領域が、前記挿入管と平行に並ぶ、実施態様17に記載の方法。
(19) 1対の前記弾性分枝の前記異なるそれぞれの位置が、前記柔軟挿入管の断面円の上にある、実施態様16に記載の方法。
(20) 前記柔軟挿入管の断面が円の場合に、前記弾性分枝のうちの1つだけが前記円に接続される、実施態様16に記載の方法。
【0043】
(21) 前記弾性分枝と前記遠位部が、共通平面内にある、実施態様16に記載の方法。
(22) 前記弾性分枝と前記遠位部が、複数の平面内にある、実施態様16に記載の方法。
(23) 前記弾性分枝が、前記遠位部に直角である、実施態様16に記載の方法。
(24) 前記弾性分枝が、前記遠位部から非直角に延在する、実施態様16に記載の方法。
(25) 前記人体器官が、心臓を含み、前記方法が、前記心臓から心電計(ECG)信号を取得する前記1個又は2個以上のそれぞれの電極を更に含む、実施態様16に記載の方法。
【0044】
(26) 前記人体器官が、心臓を含み、前記方法が、前記心臓の組織を除去するように構成された前記1個又は2個以上のそれぞれの電極を更に含む、実施態様16に記載の方法。
(27) 弛緩状態の前記遠位部が、直線を形成する、実施態様16に記載の方法。
(28) 弛緩状態の前記遠位部が、曲線を形成する、実施態様16に記載の方法。