JP2009538167A - 調節可能な可撓性を有するカテーテル挿入シース - Google Patents

Abstract

本発明は、体腔において器具を誘導するシース（１０）に係る。シースは、側壁（１３）の外部表面（１２）、及び該側壁の内部表面（１６）によって封入されるルーメン（１４）を有する環状構造を有する。側壁は、磁気レオロジカル流体を含有するダクト（１８）を有する。また、シースの遠位端部を患者の身体における通路（６２）に案内する段階；磁場を適用することによって磁気レオロジカル流体の剛性を操作する段階；及びシースを位置決めする段階、を有するシース（６０）を案内する方法が提示される。操縦可能なカテーテル及びシース組立体はまた提示される。

Description

本発明は、カテーテルを有する使用及び他の用途に対するシース（ｓｈｅａｔｈｓ）に係る。具体的には、本発明は、可変の剛性を有する可撓性のシースに係る。

カテーテルは、侵襲的手技を含む多種の手技において医療分野で広範に使用される。最小限に侵襲的な処置には、器具を挿入する小さな切開を通しての手術が含まれる。かかる切開は、典型的には長さ５ｍｍ乃至１０ｍｍである。最小限に侵襲的な処置は典型的に、一つには切開寸法の大幅な低減により、従来の処置よりも外傷性が少ない。更には、入院が短くなり、回復期間は、従来の外科的処置技術と比較して短縮される。カテーテルは、切開、及び体腔又は血管の寸法に依存して、特定の寸法又は形状に合わせられ得る。

身体の内部におけるカテーテルの操縦は、血管形成術及び電気生理学的診療等である多くの用途において困難且つ時間のかかるタスクである。医師が放射線に長く露出されることを避けるよう、遠隔制御操作シースが開発されている。遠隔制御されるカテーテルが有する困難の１つは、カテーテルの後方端部から先端まで力を伝達することである。柔軟すぎるカテーテルは力を伝達することができず、硬すぎるカテーテルは、困難な湾曲を介する操作ができない。

本発明は、体腔において器具を誘導するシース（１０）を有する。

本発明のシースは、側壁（１３）の外部表面（１２）、及び該側壁の内部表面（１６）によって封入されるルーメン（１４）を有する環状構造を有する。側壁は、磁気レオロジカル流体を含有するダクト（１８）を有する。

また、患者の体内で器具を誘導するよう適合されるシース（５０）を操縦する方法が提示される。シースは、遠位端部、近位端部、及び磁気レオロジカル流体を含有するダクト（１８）を有する側壁を有する。当該方法は：シースの遠位端部を患者の身体における通路（パッセージ）（６２）に案内する段階；磁場を適用することによって磁気レオロジカル流体の剛性を操作する（ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｇｉｄｉｔｙ）段階；及び、シースを位置決めする段階を有する。また、操縦可能なカテーテル及びシース組立体（ｎａｖｉｇａｂｌｅ ｃａｔｈｅｔｅｒ ａｎｄ ｓｈｅａｔｈ ａｓｓｅｍｂｌｙ）は提示される。当該組立体は、カテーテル（６４）を位置決めるシース（６０）を有し、該シースは、側壁及び側壁の内部表面によって封入されるルーメンを有する、環状構造を有する。側壁は、磁気レオロジカル流体を含有するダクトを有する。当該組立体は更に、シースのルーメンを通って挿入されるよう適合されるカテーテル（６４）、及び、磁気レオロジカル流体の剛性を操作する磁場を生成するよう適合される磁場生成装置（６６）を有する。

本発明は、カテーテル又は他の器具の挿入に対する遠隔制御されるシースに係る。シースの可撓性又は剛性は、適用される磁場の強度を調整することによって外部から制御され得る。シースの可撓性の容易な調節は、操作者に更に大きな制御を与え、カテーテル挿入中に患者の組織にダメージをもたらす危険性を低減させる。シースは、磁場に応じて硬い固形状態と液状流体状態との間を移り変わる磁気レオロジカル流体を含有するため、剛性において変化する。

図１を参照すると、カテーテルを位置決めするシース１０は、側壁１３の外部表面１２、及び側壁１３の内部表面１６によって封入されるルーメン１４を有する環状構造として示される。側壁は、磁気レオロジカル流体を含有するダクト１８を有する。ルーメンは、カテーテルを運搬して位置決めするよう適合され得る。シースは、電気生理学的処置、血管形成術、及びアブレーションを含む多種の目的に対して、カテーテルを運搬し且つ位置決めするよう適切である。ルーメンはまた、コイル、液体、又は他の適切な材料を運搬及び適用するよう適合され得る。シース１０は、シースにおけるダクト１８において含有される磁気レオロジカル流体（ＭＲＦ）と組み合わされる、低い剛性を有する従来の屈曲可能な管状材料を有して形成され得る。磁場が適用される際、ＭＲＦは、局所的磁場に露出される領域において硬くなる。磁場の強度が高まるにつれて、流体の剛性は高まる。かかる場を適用するよう、外部磁気コイルが用いられ得る。あるいは、磁場は、シースの端部に対して適用され得る。シースの一端に対して適用される磁場を有して、ＭＲＦ自体は、一連の高い磁気伝導性（ａ ｌｉｎｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｍａｇｎｅｔｉｃａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）として作用し、磁気レオロジカル懸濁液における粒子を凝固させる。

磁気レオロジカル流体は、磁場の近くにおいて硬くなる液体であり、磁場が取り除かれる際には再度液体となる。磁気レオロジカル流体（ＭＲＦ）という用語は、磁場の存在において固まる液体、をさす。磁気レオロジカル流体は、マイクロメートルスケールの磁性粒子を有し、流体における磁気レオロジカル効果は、粒子寸法が約１０ナノメートル又はそれより大きい際に展開する。粒子が鉄、磁鉄鉱、コバルト、又は他の磁気材料であり得、取り囲む液体は、オイル、水、ワックス、又は他の溶媒であり得る。界面活性剤は、懸濁液をより安定化させるよう使用され得、例えば、分離を保持するよう粒子をミセルにおいて捕捉する。

図１を再度参照すると、シース１０におけるダクト１８は、管状構造の近位端部１７から環状構造の遠位端部１９まで延在し得る。シースのダクトは、多種のカテーテル挿入動作に対して性能を最適化するよう、多種の構造であり得る。例えば、ダクトは、図１及び２に示される通り、環状構造の近端部から遠位端部まで反復的に延在し得る。

図２は、図１に示されるシース１０に類似するシース２０の単純化された概略図である。図２中、ダクト２２は、シースの遠位端部と近位端部との間において反復的に延在する。本発明の他の実施例では、蛇行パターンが全円周の周囲に連続し得る。

ＭＲＦのダクトの他の典型的なパターンは、図３において示される。ここでは、ダクト３２は、シース３０の円周の周囲に延在する。ダクトは、シースの周囲に巻き付く連続コイルとして形成され得るか、あるいは、シースの周囲において平行な同心円状のリングから形成され得る。

図４は、本発明の更に他の実施例を示す。該実施例において、ダクト４２は、シースの長手方向軸に対して実質的に平行に向けられるシース４０に沿った複数の平行なセグメントから形成される。提示される全ての構造において、ダクトは、シース側壁の外部表面上又は内部表面上に備えられ得るか、あるいはシース側壁内に埋め込まれ得る。

本発明はまた、患者の体内でカテーテル等である器具を誘導するよう適合されるシースを案内する方法を有する。この方法において、磁気レオロジカル流体を含有するダクトを有するシースは、患者の身体における通路へと導かれる。通路は、体腔又は血管を有する。

通路においてシース及びカテーテルを案内する際、磁気レオロジカル流体の剛性は、磁場を適用することによってシースの前進を容易にするよう操作され得る。ＭＲＦの剛性の操作は、シースの挿入及び配置を容易にする。シースの位置決めにおいて、通路が大変きつい（ｔｉｇｈｔ）曲率半径を有する場合、ＭＲＦの剛性は、更なる可撓性及び操作性を可能にするよう調節され得る。横断が困難な範囲に通路が存在する場合、ＭＲＦの剛性は、シースの操作において力の移動（ｔｒａｎｓｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｆｏｒｃｅ）を可能にするよう、磁場の適用を介して増大され得る。

したがって、シースの案内及び位置決めには、磁場をシースに対して適用すること、及び適用された磁場を変えること、が有され得る。磁場は、外部磁場として適用されてもよい。あるいは、磁場は、シースの一端に対して適用され得、ＭＲＦにおける磁性粒子は、内部磁場を作るよう使用され得る。また、異なる強度を有する磁場は、シースの近位端部からシースの遠位端部まで適用され得る。

磁場は、シースにおける剛性の異なる領域を作るようＭＲＦの剛性を操作するよう調節され得る。例えば、シースの遠位端部における領域は可撓性状態であり、シースの近位端部における領域は剛性のままである。

通路を通るシースの案内において、ＭＲＦは、シースが適用された磁場を調節することによって前進するため、通路における状態と相関するよう反復的に制御され得る。この工程の態様は、図５中のフローチャートにおいて示される。シースは、体内の通路５０に導かれ、ＭＲＦの剛性は、適用される磁場５２を介して操作される。ＭＲＦ剛性が、シース５４を位置決めするよう適切である場合、シースは、所望される通路５６において位置決めされる。通路におけるシースの位置決めには、シースを前進させること、シースを取り除くこと、及びカテーテルのシースの位置を固定すること、が有される。ＭＲＦ剛性がシース５８を位置決めするよう適切ではない場合、ＭＲＦの剛性は、磁場５２を調節することによって操作される。この工程は、処置が完了されるまで、反復的に繰り返され得る。

本発明の他の実施例は、操縦可能なカテーテル及びシースの組立体である。図６を参照すると、組立体のシース６０は、体腔又は通路６２へと挿入される。組立体は、カテーテル６４、及び磁場を精製するよう適合される磁場生成装置６６を有する。磁場は、磁気レオロジカル流体の剛性を操作する役割を有する。

組立体はまた、シースの近位端部において制御ユニット６８を有し得る。制御ユニットは、シースを遠隔制御し得る。制御ユニットは、シース、カテーテル、又はそれら両方を制御するよう使用され得る。

本発明は、患者の体内での操作に対する複数のカテーテル及びシースの使用において適用され得、電気生理学（ＥＰ）カテーテルを位置決めする際に特に有用である。典型的なカテーテルは、約３５ｃｍ乃至約１７５ｃｍ、より典型的には約５０ｃｍ乃至約１６０ｃｍである長さの範囲を有し得る。シースは、略同一の長さである。

カテーテル及びシースの直径は、遠位端部と近端部との間において変わり得る。望ましくは、直径は、最小の外傷性傷害及びシースに対する最大の適合性を提示するよう、実際の製造制限内において可能な限り小さくされるべきである。典型的には、シースの遠位部は、約０．６ｍｍ（２フレンチ）乃至約６ｍｍ（１８フレンチ）、より望ましくは約０．６ｍｍ（２フレンチ）乃至約２．３ｍｍ（７フレンチ）の外径を有して変わり得る。近位部の外径は、約１ｍｍ（３フレンチ）乃至約６．３ｍｍ（１９フレンチ）、より望ましくは約１ｍｍ（３フレンチ）乃至約２．７ｍｍ（８フレンチ）で変わり得る。例えば、遠位部の直径は１．５５ｍｍ（４．５フレンチ）であり得、近位部の直径は１．７ｍｍ（５フレンチ）であり得る。

本発明は、具体的な実施例を参照して図示及び説明されるが、示される詳細に制限されるよう意図されない。更には、多種の修正は、請求項及び請求項に相当するもの趣旨及び範囲内において、また本発明から逸脱することなく、詳細においてなされ得る。

本発明の一実施例に従った外部側壁における磁気レオロジカル流体を有するＵ字型ダクトを有するカテーテルシースの概略図である。 本発明の一実施例に従った外部側壁を囲む磁気レオロジカル流体を有するＷ字型のダクトを有するカテーテルシースの概略図である。 本発明の一実施例に従った外部側壁を囲む磁気レオロジカル流体を有するダクトを有するカテーテルシースの概略図である。 本発明の一実施例に従った外部側壁における磁気レオロジカル流体を有する複数のダクトを有するカテーテルシースの概略図である。 本発明の一実施例に従ったカテーテルシースを案内する方法を概略的に示すフローチャートである。 本発明の一実施例に従ったカテーテルシース及びカテーテル組立体の概略図である。

Claims (20)

1. 体腔において器具を誘導するシースであって、
   側壁の外部表面と、該側壁の内部表面によって封入されるルーメンとを有する環状構造を有し、
   前記側壁は、磁気レオロジカル流体を含有するダクトを有する、
   シース。
2. 前記ダクトは、前記管状構造の近位端部から前記管状構造の遠位端部まで延在する、
   請求項１記載のシース。
3. 前記ダクトは、前記管状構造の近位端部から前記管状構造の遠位端部まで反復的に延在する、
   請求項２記載のシース。
4. 前記ダクトは、前記側壁の前記外部表面上に備えられる、
   請求項１記載のシース。
5. 前記ダクトは、前記側壁の前記内部表面上に備えられる、
   請求項１記載のシース。
6. 前記ダクトは、前記管状構造を囲む、
   請求項１記載のシース。
7. 前記ダクトは、コイルにおいて前記管状構造を取り囲む、
   請求項１記載のシース。
8. 前記ルーメンは、カテーテルを運搬及び位置決めするよう適合される、
   請求項１記載のシース。
9. 前記磁気レオロジカル流体は、１０ナノメートル又はそれより大きい粒子寸法を有する磁性粒子を有する、
   請求項１記載のシース。
10. 前記シースの前記近位端部において制御ユニットを更に有する、
    請求項１記載のシース。
11. 患者の体内で器具を誘導するよう適合されるシースを操縦する方法であって、
    該シースは、遠位端部と、近位端部と、磁気レオロジカル流体を含有するダクトを有する側壁と、を有し、
    前記シースの前記遠位端部を前記患者の身体における通路に案内する段階と；
    磁場を適用することによって前記磁気レオロジカル流体の剛性を操作する段階と；
    前記シースを位置決めする段階と、
    を有する方法。
12. 前記磁場を適用する段階は、適用された磁場を変える段階を有する、
    請求項１１記載の方法。
13. 前記磁場を適用する段階は、前記シースの前記遠位端部又は前記近位端部に対して磁場を適用する段階を有する、
    請求項１１記載の方法。
14. 前記磁場を適用する段階は、前記シースの前記遠位端部及び前記近位端部に対して異なる磁場を適用する段階を有する、
    請求項１１記載の方法。
15. 前記磁場を適用する段階は、外部磁場を調節する段階を有する、
    請求項１１記載の方法。
16. 前記磁気レオロジカル流体の前記剛性を操作する段階は、前記シースの前記遠位端部と前記近位端部との間における剛性の異なる領域を作る、
    請求項１１記載の方法。
17. 前記シースの操縦は、前記通路を通って前記シースを反復して前進し且つ前記適用された磁場を調節する段階、を更に有する、
    請求項１１記載の方法。
18. 前記シースのルーメンにおいて運搬されるカテーテルを挿入する段階、
    を更に有する請求項１１記載の方法。
19. 操縦可能なカテーテル及びシースの組立体であって：
    磁気レオロジカル流体を含有するダクトを有する側壁と該側壁の内部表面によって封入されるルーメンとを有する環状構造を有する、カテーテルを位置決めるシースと；
    該シースの前記ルーメンを通って挿入されるよう適合されるカテーテルと；
    前記磁気レオロジカル流体の前記剛性を操作する磁場を生成するよう適合される、磁場生成装置と、
    を有する操縦可能なカテーテル及びシース組立体。
20. 前記シースの近位端部において制御ユニットを更に有し、
    前記シースは、該制御ユニットによって遠隔制御される、
    請求項１９記載の操縦可能なカテーテル組立体。

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