特開 2024-102117 集積電子パッケージを備えたカテーテルチップおよびそれを組み込んだカテーテル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024102117

(43)【公開日】2024-07-30

(54)【発明の名称】集積電子パッケージを備えたカテーテルチップおよびそれを組み込んだカテーテル

(51)【国際特許分類】

   A61B 34/20 20160101AFI20240723BHJP

   A61M 25/00 20060101ALI20240723BHJP

   A61B 1/00 20060101ALI20240723BHJP

   A61B 1/313 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

A61B34/20

A61M25/00 530

A61B1/00 552

A61B1/313 510

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024067523

(22)【出願日】2024-04-18

(62)【分割の表示】P 2022554730の分割

【原出願日】2020-12-09

(31)【優先権主張番号】62/987,574

(32)【優先日】2020-03-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】511177374

【氏名又は名称】セント・ジュード・メディカル，カーディオロジー・ディヴィジョン，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フェルミン アルマンド ルポティ

(72)【発明者】

【氏名】スコット シー． メイヤーソン

(57)【要約】      （修正有）

【課題】先端内などに、集積電子パッケージを含む血管内カテーテルを提供する。
【解決手段】血管内カテーテルは、遠位部分１９０を有するカテーテルシャフトと、遠位部分内に配置された複数の磁気位置特定要素と、カテーテルシャフトの遠位部分内に配置された集積電子パッケージ２１０とを含む。集積電子パッケージは、システムオンチップ、例えば、特定用途向け集積回路とすることができ、電源、プリアンプ、マルチプレクサ、および画像化素子ドライバを含む。それは画像化素子も含むことができる。磁気位置特定要素は、磁気コイルおよび／または異方性磁気抵抗センサなどの固体状の磁気位置特定要素を含むことができ、また、集積電子パッケージ内に組み込むことができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

血管内カテーテルであって、
遠位部分を有するカテーテルシャフトと、
前記カテーテルシャフトの前記遠位部分内に配置された複数の磁気位置特定要素と、
前記カテーテルシャフトの前記遠位部分内に配置された集積電子パッケージであって、電源装置とプリアンプとマルチプレクサと画像化素子ドライバとを備える前記集積電子パッケージと、
を備える、血管内カテーテル。

【請求項2】

前記電子パッケージは、システムオンチップ（ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ ｃｈｉｐ）を備える、請求項１に記載の血管内カテーテル。

【請求項3】

前記システムオンチップは、特定用途向け集積回路を備える、請求項２に記載の血管内カテーテル。

【請求項4】

前記複数の磁気位置特定要素は、複数の磁気コイルを備える、請求項１に記載の血管内カテーテル。

【請求項5】

前記複数の磁気コイルは、前記集積電子パッケージに動作可能に接続される、請求項４に記載の血管内カテーテル。

【請求項6】

前記複数の磁気位置特定要素は、複数の固体状の磁気位置特定要素を備える、請求項１に記載の血管内カテーテル。

【請求項7】

前記複数の固体状の磁気位置特定要素は、複数の異方性磁気抵抗センサを備える、請求項６に記載の血管内カテーテル。

【請求項8】

前記複数の固体状の磁気位置特定要素は、前記集積電子パッケージ内に搭載される、請求項６に記載の血管内カテーテル。

【請求項9】

血管内カテーテルのための先端アセンブリであって、
シェルと、
前記シェル内に配置された複数の磁気位置特定要素と、
前記シェル内に配置された集積電子パッケージであって、電源装置とプリアンプとマルチプレクサと画像化素子ドライバとを備える前記集積電子パッケージと、
を備える、先端アセンブリ。

【請求項10】

前記電子パッケージは、システムオンチップを備える、請求項９に記載の先端アセンブリ。

【請求項11】

前記システムオンチップは、特定用途向け集積回路を備える、請求項１０に記載の先端アセンブリ。

【請求項12】

前記複数の磁気位置特定要素は、複数の磁気コイルを備える、請求項９に記載の先端アセンブリ。

【請求項13】

前記複数の磁気コイルは、前記集積電子パッケージに動作可能に接続される、請求項１２に記載の先端アセンブリ。

【請求項14】

前記複数の磁気位置特定要素は、複数の固体状の磁気位置特定要素を備える、請求項９に記載の先端アセンブリ。

【請求項15】

前記複数の固体状の磁気位置特定要素は、複数の異方性磁気抵抗センサを備える、請求項１４に記載の先端アセンブリ。

【請求項16】

前記複数の固体状の磁気位置特定要素は、前記集積電子パッケージ内に搭載される、請求項１４に記載のチップアセンブリ。

【請求項17】

血管内カテーテルのための先端アセンブリを製造する方法であって、
シェルを形成することと、
前記シェル内に集積電子パッケージを位置決めすることであって、前記集積電子パッケージは、電源とプリアンプとマルチプレクサと画像化素子ドライバとを備える、前記位置決めすることと、
前記シェル内に複数の磁気位置特定要素を位置決めすることと、
複数の磁気位置特定要素を前記集積電子パッケージに動作可能に接続することと、
を備える、方法。

【請求項18】

前記複数の磁気位置特定要素を前記集積電子パッケージに動作可能に接続することは、前記複数の磁気位置特定要素を前記集積電子パッケージ内に組み込むことを備える、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記複数の磁気位置特定要素を前記集積電子パッケージ内に組み込むことは、複数の固体状の磁気位置特定要素を前記集積電子パッケージ内に組み込むことを備える、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記集積電子パッケージは、特定用途向け集積回路を備える、請求項１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願への相互参照）
本出願は、２０２０年３月１０日に出願された米国仮出願第６２／９８７，５７４号の利益を主張し、その全体が本明細書に完全に記載されているかのように、参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

本開示は、概して、人体に使用されるカテーテルに関する。本開示は、特に、その遠位領域、例えば、その先端内などに、集積電子パッケージを含む血管内カテーテルに関する。

【0003】

カテーテルは、ますます多くの処置に使用されるようになっている。例えば、カテーテルは、ほんの数例を挙げると、診断、治療、およびアブレーション処置のために使用される。典型的には、カテーテルは、患者の脈管構造を通して、意図される部位、例えば、患者の心臓内の部位まで操作される。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本明細書では、血管内カテーテルであって、遠位部分を有するカテーテルシャフトと、カテーテルシャフトの遠位部分内に配置された複数の磁気位置特定要素と、カテーテルシャフトの遠位部分内に配置された集積電子パッケージとを含む、血管内カテーテルが開示される。集積電子パッケージは、電源と、プリアンプと、マルチプレクサと、画像化素子ドライバとを含む。

【0005】

集積電子パッケージは、システムオンチップ（ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ ｃｈｉｐ）、例えば、特定用途向け集積回路とすることができる。

【0006】

複数の磁気位置特定要素は、複数の磁気コイルを含むことができ、複数の磁気コイルは、集積電子パッケージに動作可能に接続することができる。代替的に又は追加的に、複数の磁気位置特定要素は、複数の固体状の磁気位置特定要素、例えば、複数の異方性磁気抵抗センサを含むことができ、さらに、集積電子パッケージ内又はその上に搭載されることができる。

【0007】

また、先端アセンブリが本明細書に開示され、当該先端アセンブリは、シェルと、シェル内に配置された複数の磁気位置特定要素と、シェル内に配置された集積電子パッケージとを含む。集積電子パッケージは、電源と、プリアンプと、マルチプレクサと、画像化素子ドライバとを含む。

【0008】

電子パッケージは、システムオンチップ、例えば、特定用途向け集積回路を含むことができる。

【0009】

複数の磁気位置特定要素は、複数の磁気コイルを含むことができ、複数の磁気コイルは、集積電子パッケージに動作可能に接続されることができる。代替的にまたは追加的に、複数の磁気位置特定要素は、複数の固体状の磁気位置特定要素、例えば複数の異方性磁気抵抗センサを含むことができ、これらは、集積電子パッケージ内に搭載されることができる。

【0010】

本開示はまた、血管内カテーテルのための先端アセンブリを製造する方法を提供する。この方法は、シェルを形成することと、シェル内に集積電子パッケージを位置決めすることと、シェル内に複数の磁気位置特定要素を位置決めすることと、複数の磁気位置特定要素を集積電子パッケージに動作可能に接続することとを含む。集積電子パッケージは、電源と、プリアンプと、マルチプレクサと、画像化素子ドライバとを含む。

【0011】

複数の磁気位置特定要素は、集積電子パッケージに組み込むことができることが企図される。例えば、複数の固体状の磁気位置特定要素を、集積電子パッケージに組み込むことができる。

【0012】

集積電子パッケージは、特定用途向け集積回路を含むことができる。

【0013】

本発明の前述および他の態様、特徴、詳細、有用性、および利点は、以下の説明および特許請求の範囲を読み、添付の図面を検討することから明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本開示の態様による代表的なカテーテルの斜視図である。

【図2】図２は、本明細書に開示されるような血管内カテーテルのための先端アセンブリの第１実施形態を図示する。

【図3】図３は、本明細書に開示されるような血管内カテーテルのための先端アセンブリの第２実施形態を図示する。

【0015】

複数の実施形態が開示されるが、本開示のさらに他の実施形態は、例示的な実施形態を示し、説明する以下の詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。従って、図面および詳細な説明は、事実上の例示であると見なされ、それらに限定すべきでない。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本開示の態様は、その遠位端に集積された（例えば、その遠位先端アセンブリ内に位置決めされた）電子パッケージを有するカテーテルに関する。当業者は、本明細書の教示が、限定されないが、心臓内心エコー検査（ＩＣＥ）カテーテルを含む、様々なタイプのカテーテルに関連して良好な利点に適用され得ることを理解するであろう。例えば、本明細書の教示は、米国特許出願第１５／９４８，８１８号（「８１８出願」）に開示されるような血管内カテーテルに関連して適用することができる。別の例として、本明細書の教示は、米国特許出願公開第２０１４／０２７５９５７号（「９５７号公報」）に開示されているものなどのカテーテルに関連して適用することができる。‘８１８出願および‘９５７公報は、本明細書に完全に記載されているかのように、参照により本明細書に組み込まれる。

【0017】

説明のために、図１は、近位部分１１０および、先端１９５で終端する遠位部分１９０を有するシャフト１０５を含む、代表的なカテーテル１００の斜視図を図示する。カテーテル１００の基本的な構造が当業者によく知られている限り、本開示の理解に関連する範囲を除いて、その詳細は本明細書では省略される。

【0018】

図２は、本開示の第１実施形態による、先端１９５を含む遠位部分１９０の拡大図である。複数の磁気位置特定要素（例えば、磁気コイル２００）が、遠位部分１９０（説明のために、「シェル」と記載されることもある）内に配置される。図２は、３つの直交コイル２００を示す。当業者が理解するように、これらの３つの直交コイル２００は、先端１９５が、電気解剖学的マッピングシステム、例えば、Ａｂｂｏｔｔ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社の（イリノイ州シカゴ）のＥｎＳｉｔｅ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ（商標）心臓マッピングシステムによって生成される磁気位置特定フィールド内で、６自由度で位置特定されることを可能にする。

【0019】

また、遠位部分１９０内には、集積電子パッケージ２１０が示されている。本開示の実施形態では、集積電子パッケージ２１０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などのシステムオンチップ（ＳｏＣ）として実装される。

【0020】

集積電子パッケージ２１０は、電源、プリアンプ、マルチプレクサ、および画像化素子、例えば、送信機および／または受信機を駆動するための電子機器を含む。画像化素子自体（例えば、超音波トランスデューサアレイ、光ファイバなど）もまた、集積電子パッケージ２１０内に含まれることができ、代替的に、集積電子パッケージ２１０は、集積電子パッケージ２１０の外部にある画像化素子への接続部を含むことができる。

【0021】

コイル２００は、集積電子パッケージ２１０に動作可能に接続され、例えば、集積電子パッケージ２１０からコイル２００に電力を供給し、コイル２００と集積電子パッケージ２１０との間で電磁信号（例えば、磁場測定値、制御信号など）を供給する。

【0022】

有利には、コイル２００と集積電子パッケージ２１０とが近接していることにより、コイル２００は、従来の磁気位置特定要素よりも小さくすることができる。例えば、従来のコイル２００では、長さが約０．５ｃｍ～約１ｃｍ、直径が約０．３ｃｍ～約０．５ｃｍの範囲となり得る。しかしながら、本開示によるコイル２００と集積電子パッケージ２１０との間の近接は、これらの寸法を約５０％低減することを可能にする。

【0023】

追加のケーブルコネクタ２２０は、集積電子パッケージ２１０（したがって、コイル２００）を制御ユニットに接続するために提供される。図には１つのコネクタ２２０のみが示されているが、当業者は、複数のそのようなコネクタ２２０が、シャフト１０５を通して使用され、および／または束ねられることができることを理解するであろう。

【0024】

図３に示される別の実施形態では、コイル２００は、１つまたは複数の固体状の磁気位置特定要素３００によって置き換えられ、磁気位置特定要素３００は、集積電子パッケージ２１０（例えば、ＳｏＣまたはＡＳＩＣに組み込まれる）上または内部に搭載され得る。例えば、固体状の磁気位置特定要素３００は、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサ、例えば、Ｓｅｎｓｉｔｅｃ ＧｍｂＨ(ドイツ、ラーナウ）製のＡＦＦ８１１センサであってもよい。

【0025】

いずれの実施形態においても（すなわち、磁気位置特定要素がコイル２００として実装されるか、または固体状の要素３００として実装されるかにかかわらず）、磁気位置特定要素と集積電子パッケージ２１０とが近接することは、それらの間の信号通信の品質を有利に改善する（例えば、それは、従来のカテーテルと比較して改善された信号対雑音比を提供する）。

【0026】

加えて、カテーテル１００の組み立てに関連する負担および費用は、集積電子パッケージ２１０に要素を組み込むことによって最小限に抑えられる（例えば、カテーテルシャフト１０５に沿って延在するコネクタ２２０（例えば、ワイヤ）の単一の束のみを必要とし、固体状の要素３００が使用される場合は、磁気位置特定センサと集積電子パッケージとの間の追加の配線を排除する）。

【0027】

いくつかの実施形態をある程度の特定性をもって上述したが、当業者は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、開示された実施形態に多くの変更を加えることができる。

【0028】

例えば、集積電子パッケージ２１０は、シャフト１０５の向きを感知する要素、例えば、１つまたは複数の固体状の加速度計を含むこともできる。

【0029】

全ての方向に関する記載（例えば、上、下、上方、下方、左、右、左方、右方、天、底、上側、下側、垂直、水平、時計回り、および反時計回り）は、本発明の読者の理解を助けるための識別目的のためにのみ使用され、特に、本発明の位置、向き、または使用に関して、限定を作り出さない。結合に関する記載（例えば、取り付けられた、結合された、接続された、など）は、広く解釈されるべきであり、要素の接続と要素間の相対運動との間の中間部材を含み得る。したがって、結合に関する記載は、２つの要素が直接接続され、互いに固定された関係にあることを必ずしも推論しない。

【0030】

上記の説明に含まれる、または添付の図面に示されるすべての事項は、例示としてのみ解釈されるべきであり、限定として解釈されるべきではないことが意図される。詳細または構造の変更は、添付の特許請求の範囲に定義される本発明の精神から逸脱することなく行うことができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2024-05-15

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

血管内カテーテルであって、
遠位部分を有するカテーテルシャフトと、
前記カテーテルシャフトの前記遠位部分内に配置された複数の磁気位置特定要素と、
前記カテーテルシャフトの前記遠位部分内に配置された集積電子パッケージであって、電源装置とプリアンプとマルチプレクサと画像化素子ドライバと複数個の画像化素子とを備える前記集積電子パッケージと、
を備える、血管内カテーテル。

【請求項2】

前記集積電子パッケージは、システムオンチップ（ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ ｃｈｉｐ）を備える、請求項１に記載の血管内カテーテル。

【請求項3】

前記システムオンチップは、特定用途向け集積回路を備える、請求項２に記載の血管内カテーテル。

【請求項4】

前記複数の磁気位置特定要素は、複数の磁気コイルを備える、請求項１に記載の血管内カテーテル。

【請求項5】

前記複数の磁気コイルは、前記集積電子パッケージに動作可能に接続される、請求項４に記載の血管内カテーテル。

【請求項6】

前記複数の磁気位置特定要素は、複数の固体状の磁気位置特定要素を備える、請求項１に記載の血管内カテーテル。

【請求項7】

前記複数の固体状の磁気位置特定要素は、複数の異方性磁気抵抗センサを備える、請求項６に記載の血管内カテーテル。

【請求項8】

前記複数の固体状の磁気位置特定要素は、前記集積電子パッケージ内に搭載される、請求項６に記載の血管内カテーテル。

【請求項9】

血管内カテーテルのための先端アセンブリであって、
シェルと、
前記シェル内に配置された複数の磁気位置特定要素と、
前記シェル内に配置された集積電子パッケージであって、電源装置とプリアンプとマルチプレクサと画像化素子ドライバと複数個の画像化素子とを備える前記集積電子パッケージと、
を備える、先端アセンブリ。

【請求項10】

前記集積電子パッケージは、システムオンチップを備える、請求項９に記載の先端アセンブリ。

【請求項11】

前記システムオンチップは、特定用途向け集積回路を備える、請求項１０に記載の先端アセンブリ。

【請求項12】

前記複数の磁気位置特定要素は、複数の磁気コイルを備える、請求項９に記載の先端アセンブリ。

【請求項13】

前記複数の磁気コイルは、前記集積電子パッケージに動作可能に接続される、請求項１２に記載の先端アセンブリ。

【請求項14】

前記複数の磁気位置特定要素は、複数の固体状の磁気位置特定要素を備える、請求項９に記載の先端アセンブリ。

【請求項15】

前記複数の固体状の磁気位置特定要素は、複数の異方性磁気抵抗センサを備える、請求項１４に記載の先端アセンブリ。

【請求項16】

前記複数の固体状の磁気位置特定要素は、前記集積電子パッケージ内に搭載される、請求項１４に記載のチップアセンブリ。

【請求項17】

血管内カテーテルのための先端アセンブリを製造する方法であって、
シェルを形成することと、
前記シェル内に集積電子パッケージを位置決めすることであって、前記集積電子パッケージは、電源とプリアンプとマルチプレクサと画像化素子ドライバと複数個の画像化素子とを備える、前記位置決めすることと、
前記シェル内に複数の磁気位置特定要素を位置決めすることと、
複数の磁気位置特定要素を前記集積電子パッケージに動作可能に接続することと、
を備える、方法。

【請求項18】

前記複数の磁気位置特定要素を前記集積電子パッケージに動作可能に接続することは、前記複数の磁気位置特定要素を前記集積電子パッケージ内に組み込むことを備える、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記複数の磁気位置特定要素を前記集積電子パッケージ内に組み込むことは、複数の固体状の磁気位置特定要素を前記集積電子パッケージ内に組み込むことを備える、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記集積電子パッケージは、特定用途向け集積回路を備える、請求項１７に記載の方法。

【外国語明細書】