JP4805345B2 - コンパクトに終端された電気部品を有するカテーテル - Google Patents

Description

この発明は、カテーテル化された医療用途の電気ケーブルに関する。

医療装置は、内部組織のイメージング、センシングおよび処理を含む幅広い用途のためにカテーテルを用いる。カテーテルは、例えばイメージングまたは治療的操作のために、心臓に到達するように、患者の血管の中に挿入される。カテーテルは、該カテーテルの長さで延びる１もしくはそれ以上の内腔（lumen）またはボア（bore）を有しており、その中にワイヤ若しくはその他の器具が通されている。これらは、挿入のためにカテーテルを曲げたり操縦したりするために用いられる機械的ガイド・ワイヤ、光源を提供するために用いられる光ファイバー若しくは電流供給ワイヤ、およびイメージ（画像）若しくはその他のセンシング・シグナルを伝達するために用いられるシグナルワイヤを含むことができる。

核磁気共鳴画像診断（ＭＲＩ（magnetic resonance imaging)）などの画像形成方法の間で使用されるカテーテルは、空間的に検知し得る基準点（detectable reference point）を提供することができる部品を使用し得るため、ＭＲＩのソフトウェアは、所望の経路を通って所望の位置への案内を支援して、カテーテルを配置させることができる。そのようなエレメントは、自由端部の近くでカテーテルの長手方向に沿って間隔をおいて、カテーテルの外側のまわりをそれぞれ密接に包囲する、一連のコイルを用いることができる。これらのコイルは、カテーテルをシールし、表面を滑らかにし、またはコイルを含む領域のカテーテルの可撓性に影響を与えることを支援するその他の材料によって被覆されることもできる。しかしながら、これらのコイルを装置へ延びるワイヤに接続するために用いられる常套の手法は、嵩高く、カテーテルが挿入され得るベッセル（vessel）を制限する大きな瘤状の部分（lump）を形成したり、内側の空間を更に必要としたり、従ってその他の機能のためにその他に必要とされる内腔を収容するカテーテルの容量を制限したりし得る。

従って、使用する電気部品へのコンパクトな（または小型化された）相互接続部を有するカテーテルが必要とされている。

本発明は、内腔を規定する長尺カテーテルを有するケーブル・アセンブリを提供することによって、従来技術の制約を克服するものである。内腔の中のケーブルは電気的に独立した少なくとも第１および第２の導体を有している。第１の電気部品は、カテーテルに連絡しており、第１のリードおよび第２のリードを有している。第１のリードは第１の接続部にて第１の導体に連絡しており、第２のリードは第２の接続部にて第２の導体に連絡している。第１の接続部と第２の接続部とはカテーテルの長手方向に沿って離れており、前記部品は第１の接続部と第２の接続部との中間的な位置に配置されている。電気要素は、反対の向きに延びるリードを有するコイルであってよく、導体の１つだけがコイルの中を通ることができる。アセンブリは、カテーテルの長手方向に沿って間隔をおいて設けられる複数の部品を有することができる。

図１は、可撓性の長尺カテーテル１２を有するカテーテル・アセンブリ１０を示しており、該カテーテル１２は自由端部１４及び接続端部１６を有している。自由端部には１もしくはそれ以上のトランスデューサーもしくは回路部品２０が取り付けられ、接続端部には１もしくはそれ以上のコネクタ２２が取り付けられる。自由端部の回路エレメントは、センシングもしくは治療用などのいずれかの型の内部の医療的処置に用いられる。これらのエレメントは、イメージングデバイス、電気的もしくは機械的操作の外科的ツール、放射線源またはその他の型のデバイスの操作に必要とされ得る。別法として、カテーテルは特定の医療的処置を完了するために必要とされる使用のために、そのような自由端部のエレメントをカテーテルの長さで供給することができる１もしくはそれ以上の中空の内腔（empty lumens）を有することができる。コネクタは、部品を操作する装置およびカテーテル上の装置へ、電気的接続部もしくはその他の操作的接続部を提供する。

カテーテルは、螺旋状に密に巻かれたいくつかのコイル２６を有しており、それらのコイルはカテーテルの自由端部の近くに間隔をおいて配列されている。コイルは、処置（procedure）の間に、カテーテルの位置決めを支援する機能を有する。核磁気共鳴画像診断（ＭＲＩ）システムは、各コイルに通される電流によって形成された磁場を検出する。このようにしてコイルが活性化されると、外科医は、ＭＲＩ画像において、意図した挿入経路に関連してカテーテルの位置を視覚化（visualize）することができる。

図２および３に示すように、好ましい態様例において、カテーテルは、多数の中空のボアもしくは内腔３０、３２を規定する。中央の内腔３０は、より小さな６つの外周側の内腔３２によって包囲されており、それら６つの外周側の内腔３２はカテーテル本体部とも中央の内腔とも同心円形態である配列にて、均等に分布させて配置されている。中央の内腔には主ケーブル３４もしくは他の導管（conduit）が配置されており、それはコネクタ２２と主トランスデューサーとの間の接続部として機能する。ケーブルは、いずれかの好適な型のものであってよく、トランスデューサーへもしくはトランスデューサーからの高速のシグナルを伝達するための複数のワイヤの束であったり、または画像もしくは照明（illumination）を伝達するための光ファイバーであったり、焼灼（cauterization）もしくはアブレーション（ablation）のための電流を伝達する高い電流容量を有するワイヤであったり、またはこれらもしくはその他の常套のカテーテル化されたエレメントであったりしてよい。

配列のまわりの外周側の内腔の１つもしくはそれ以上は、コントロール機構（図示せず）からカテーテルの自由端部へ延びる、高い強度のワイヤを有することができ、ワイヤの張力もしくは圧縮力に対応して曲げを生じさせることによってカテーテルを操縦することができる。図示する内腔３２の１つは、空の状態で残されている。

外周側の４つの内腔はそれぞれ同軸ケーブル３６によって占められている。各ケーブル３６は中央導体４０を有しており、中央導体４０は誘電体層４２によって包囲されており、誘電体層４２は導電性シールド４４によって包まれており、導電性シールド４４はジャケット４６によって被覆されている。別の態様例において、ケーブルは、２もしくはそれ以上の独立したシールドを有していてもよいし、シールド付きのもしくは非シールドのツイストペア線であってもよいし、または少なくとも２つの独立した導体を有するいずれか他のケーブルであってもよい。ケーブルが接続されるコイルの位置において、同軸ケーブルはストリップされて、端部が露出している中央導体、それに隣接する露出した誘電体層、それに隣接する露出したシールド、および無傷のジャケットを有する残りの部分を提供される。これによって、以下において説明するように、間隔が離されて露出された接触領域（contact areas）であって、コイルのリードが連絡する領域が提供される。

各内腔がケーブル３６を保持している１つの部分において、ケーブルが接続されるコイルの位置にて、カテーテルは一対のアパーチャ５０、５２を規定している。各アパーチャは内腔３２に連絡して、カテーテルの軸と整列（align）されており、従ってアパーチャはカテーテルの長手方向に沿って間隔をおいて離れている。各内腔は一対のアパーチャを規定しており、各内腔についてのアパーチャ対は種々のコイルの配置（location）に対応して、カテーテルの長手方向に沿った異なる配置に位置している。各ケーブルは、露出したシールド４４が第１のアパーチャ５０と整列（または位置合わせ（align)）され、および露出した中央導体４０が第２のアパーチャ５２と整列（または位置合わせ）されるように配置されている。

各コイル２６は、密に巻かれた螺旋状で、好ましくはコイルの位置におけるカテーテルの体積および周囲の長さ全体を最小とするように、単層であることが好ましい。コイルは、十分にサポートされるように、アパーチャ５０、５２の間の位置おいて巻かれている。コイルは対向する端部のリード５４、５６を有しており、リードは全体としてカテーテルの長手方向に平行に反対の向きに延びており、各アパーチャ５０、５２に位置合わせされている。各リードは対応するアパーチャの中において延びるように形成されており、それらと電気的に接続することができるように、シールド４４もしくは導体４０に対して平行である。

この構成において、１つの導体だけがコイルの中を通り、すべての接続部はカテーテルの表面の下側に形成されて、ケーブルがバルクに関して有する効果は、コイル自体の厚みにある。コイルは、ケーブルの露出した導体４０、４４の間に位置し、露出した誘電体部分４２全体の上に位置する。コイルは、カテーテル全体を包囲するので、中央ケーブル３４、および自由端部の方へ更に配置されるコイルの方へ延びるその他のケーブルをも包囲している。

バルク減少（または体積減少（bulk reduction)）の利点は、同軸ケーブルをストリップする構成によって更に向上される。コイルの同じ側のコイルリードに接続するための常套のアプローチでは、シールドは中央導体と同じ長さに切断されて、中央導体の片側に集められる。束ねられたシールドのため、および中央導体の接続部に隣接するため、これは著しい体積（または嵩高い部分（bulk)）を生じさせる。対照的に、本発明の好ましい態様例では、これらの接続部は種々の軸方向の位置に分けられ、シールドはその本来のスリムな同軸形態に保持される。

体積がそれ程問題ではない別の態様例では、コイルは２以上の層に巻かれていてよい。奇数の数の層で巻かれる場合には、図示するように、接続のためのリードは反対の向きに延びていてよい。２層またはそれ以上の偶数の数の層で巻かれる場合には、リードは同じ向きに延びて、コイルのその側に１つのアパーチャを必要とし、各リードを各導体にハンダ付けすることができるように、中央導体およびシールドの両者を露出させるようにアパーチャは適当なスペースを有する。

その他の態様例では、種々の数の内腔およびコイルを有することができる。１つの別法では、１つだけのコイルと共に用いる小さな直径のカテーテルの中央部に設けられた１つの内腔のみを用いることができる。

好ましい態様例において、カテーテルは低摩擦性および可撓性の生体適合性材料、例えばエチレン／テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）によって形成することができ、１．０〜１．２ｍ（４０〜４８インチ）の長さおよび３．１８ｍｍ（０．１２５インチ）の直径を有する。外周側の内腔は０．３１ｍｍ（０．０１２インチ)の直径を有する。アパーチャは、それぞれ０．３１ｍｍ（０．０１２インチ）の幅と、０．５１ｍｍ（０．０２０インチ)の長さを有する。コイルは、３６〜４８ゲージのワイヤにて形成されており、カテーテルの回りに５〜２５回巻かれている。ケーブルの中央導体は４０〜５２ゲージのワイヤである。誘電体は中央ワイヤの直径の約３倍の直径を有しており、シールドは４８〜５６ゲージワイヤのラップ（wrap）にて形成されており、約０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）の直径のケーブルの全体について、ジャケットの厚みは０．０１３ｍｍ（０．０００５インチ）である。

以上、好ましい態様例及び代替の態様例について説明したが、本発明はこれらの態様例に限定されることを意図するものではない。

図１は、本発明の好ましい態様例のケーブル・アセンブリを示す斜視図である。 図２は、図１の２−２線に沿って観察した、図１の態様例の拡大した側面の断面図である。 図３は、図２の３−３線に沿って観察した、図１の態様例の拡大した断面図である。

Claims (10)

1. 内腔を規定する長尺カテーテル；
   電気的に独立した少なくとも第１および第２の導体を有する、前記内腔の中のケーブル；および
   前記カテーテルに連絡しており、第１の接続部にて第１の導体に連絡する第１のリードを有しおよび第２の接続部にて第２の導体に連絡する第２のリードを有する第１の電気部品
   を有してなり、第１の接続部と第２の接続部とはカテーテルの長手方向に沿って離れて設けられており、前記部品は第１の接続部と第２の接続部との中間的な位置に配置されているケーブル・アセンブリ。
2. 内腔を規定し、自由端部および反対側の接続端部を有する長尺カテーテル；
   前記自由端部の近くでカテーテルに接続されており、第１のリードおよび第２のリードを有する電気部品；ならびに
   電気的に独立した少なくとも第１および第２の導体を有しており、カテーテルの接続端部から部品へ延びる、前記内腔の中のケーブル
   を有してなり、前記部品の第１のリードはカテーテルの自由端部の方へ延びており、前記部品の第２のリードはカテーテルの接続端部の方へ延びているケーブル・アセンブリ。
3. 電気部品は、カテーテルを包囲するコイルである請求項１または２に記載のケーブル・アセンブリ。
4. 第１の導体は同軸ケーブルの中央導体であり、第２の導体は前記第１の導体を包囲するシールドである請求項１または２に記載のケーブル・アセンブリ。
5. ケーブルがストリップされて、中央導体の露出した自由端部を有する第１の領域、それに隣接する第２の領域であって、誘電体によって包囲された中央導体を有する第２の領域、それに隣接する第３の領域であって、露出するシールドによって包囲された誘電体を有する第３の領域、およびそれに隣接する第４の領域であって、絶縁シースによって包囲されたシールドを有する第４の領域を提供する請求項４に記載のケーブル・アセンブリ。
6. 前記部品は第２の領域に対応している請求項５に記載のケーブル・アセンブリ。
7. 第２の部品に連絡しおよび前記カテーテルに連絡する第２のケーブルを有しており、前記第２の部品はカテーテルの長手方向に沿って第１の部品から間隔をおいて離れた位置に設けられている請求項１または２に記載のケーブル・アセンブリ。
8. カテーテルは複数の内腔を規定しており、第１のケーブルと第２のケーブルとは異なる内腔に収容されている請求項７に記載のケーブル・アセンブリ。
9. 部品の第１のリードはカテーテルの第１の端部へ向かう第１の向きに延びており、第２のリードはカテーテルの第２の端部へ向かう第２の向きに延びている請求項１に記載のケーブル・アセンブリ。
10. 第１のリードは第１の接続部にて第１の導体に連絡しており、第２のリードは第２の接続部にて第２の導体に連絡しており、第１および第２の接続部はカテーテルの長手方向に沿って離れた位置に設けられており、電気部品は第１の接続部と第２の接続部との間の位置に設けられている請求項２に記載のケーブル・アセンブリ。

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