JP2000350705A - 血管移植用の圧力／温度／流量モニタリング装置 - Google Patents

血管移植用の圧力／温度／流量モニタリング装置

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JP2000350705A JP2000133068A JP2000133068A JP2000350705A JP 2000350705 A JP2000350705 A JP 2000350705A JP 2000133068 A JP2000133068 A JP 2000133068A JP 2000133068 A JP2000133068 A JP 2000133068A JP 2000350705 A JP2000350705 A JP 2000350705A
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Robert S Schwartz
エス、シュワーツ ロバート
David R Holmes
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に患者の血管系の選択位置に配置するため
に考えられ、外部のモニター／ディスプレイに圧力及び
／又は温度データを長期的に伝達し、医療専門家がさま
ざまな医学的状態をより容易に診断するとともに治療で
きる植え込み式センサを提供する。 【解決手段】 生きたヒト又は他の動物の血管系内にお
ける予め決められた位置で長期的な植え込みのために適
合された支持部材を含む医療用モニタリング装置であっ
て、少なくとも１つ以上の生理学的パラメータを検出す
るための支持手段に固定されている１つ又はそれ以上の
センサ装置を提供する。この装置はさらに外部信号受信
機に検出パラメータを表す信号を遠隔測定器で経皮的に
伝達するための手段を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】これは１９９９年５月３日に出願された特
許出願第０９／３０３，６３４号の一部継続出願であ
る。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒト又は他の動物
の体内の生理学的パラメータをモニタリングするための
医療用装置に関し、さらに詳しくは生きたヒト又は動物
内の圧力、流量及び温度を長期的にモニタリングするた
めの植え込み式装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】種々の疾患の診断及び治療において、体
内に植え込まれ、さまざまな生理学的パラメータをモニ
タリングするために使用できるさまざまな装置が開発さ
れている。超小型回路の出現により、外部記録／表示装
置に連結した遠隔測定器を介し、植え込み装置からの情
報を経皮的に伝達するための回路といっしょに、さまざ
まな生理学的変化に対して応答性の各種センサを植え込
むことが実用化されるようになった。例えば、植え込み
式心臓ペースメーカーや除細動器の分野では、呼吸数、
一回換気量、心拍数、血液温度、移動、等の多くの生理
学的パラメータのモニタリングのためにセンシング回路
が組込まれている。また、圧力トランスデューサや温度
センサを組込み、血液温度や血圧の検出された変化に関
連して植え込み装置のペーシングレートを変化すること
ができるペースメーカーリードが開発されている。
【０００４】このような装置の実行に際しては、適切な
電源又は交直流コンバータといっしょに体適合性、流体
不通気性ケーシングに電子回路を収納し、植え込み部位
から血管系を通じて適所又は心臓に配置する。心室内の
リードの存在により血栓が形成され、これがルースを破
壊して脳に達し、発作又は別の末梢血管の塞栓を引き起
こす懸念のため、ペーシングリード又は他の装置は、と
くに長期的なモニタリング又は治療デリバリーのため
に、左心室内へ挿入されることはめったにない。
【０００５】外来患者における左心室圧又はその代用物
の非侵襲的な測定能は、心不全患者の状態を測定するう
えで大きな可能性があり、現在の臨床的応用に比べてき
わめて正確に心室不全の医療管理を変更する機会が得ら
れる。さらに、外来の高血圧患者はピーク収縮期圧及び
拡張期圧を長期的にモニタリングすることができると、
さらに厳重に管理することができる。
【０００６】植え込み装置で心筋温度を測定し、その後
に温度情報を外部モニターに遠隔測定器で送信できるこ
とにより、心臓移植患者の厳重な管理が可能となる。臓
器移植患者における拒絶反応は免疫拒絶反応により組織
温度のわずかな上昇で早期に発現すると考えられてい
る。移植状態を測定する現在利用可能な唯一の方法は生
検を行うことであり、これはときに毎週又はそれ以上頻
繁に行われる侵襲的方法であるとともに、移植患者では
生涯に数百回も行われる方法である。組織温度を測定
し、情報を遠隔測定器で外部モニターに送信する装置で
あれば、必要な生検の回数は制限されることになり、大
きな臨床的利点となる。
【０００７】心筋温度の検出は心疾患の管理おいて有利
である。心室−血管のカップリング及びインピーダンス
の不一致はそれ自体、心室の過剰な加熱として表れる。
利用可能な温度モニタリングを行うことにより、投薬を
削減する前負荷及び後負荷の正確な滴定を達成し、心筋
エネルギーの出力を制限することで心臓の働きはさらに
有効になると考えられる。したがって、左心室及び／又
は心房室もしくは心筋組織内部の温度及び圧力を長期的
にモニタリングするための装置が必要とされている。
【０００８】肺組織温度を検出するために肺動脈枝に配
置した温度センサにより、肺動脈又は動脈枝の血管又は
肺組織温度の上昇が拒絶反応の開始を示し、患者に投与
される抗拒絶剤の量の介入調節を可能にするという点
で、心臓／肺移植手術後の有意義な情報が得られること
も明らかにされている。われわれには現在、長期的に植
え込み、肺動脈を横断する血液の温度変化を測定できる
温度センサが知られていない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記より、特に患者の
血管系の選択位置に配置するために考えられ、外部のモ
ニター／ディスプレイに圧力及び／又は温度データを長
期的に伝達し、医療専門家がさまざまな医学的状態をよ
り容易に診断するとともに治療できる植え込み式センサ
が必要であることがわかる。本発明の主な目的はこの必
要を満たすことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、生きた
ヒト又は他の動物の血管系内における予め決められた位
置で長期的な植え込みのために適合された支持部材を含
む医療用モニタリング装置が提供される。１つ又はそれ
以上のセンサ装置が少なくとも１つ以上の生理学的パラ
メータを検出するための支持手段に固定されている。こ
の装置はさらに外部信号受信機に検出パラメータを表す
信号を遠隔測定器で経皮的に伝達するための手段を含
む。本発明の１実施例によれば、支持手段は血管系の予
め決められた位置での長期的な植え込みのために適合さ
れ、生理学的パラメータを測定するための電子回路であ
る管状ステントに固定された自己拡張式又はバルーン拡
張式の管状ステントを含むことができる。電子回路手段
は、生きた動物の体内に対する外部の信号受信機に検出
パラメータを表す信号を遠隔測定器で経皮的に伝達する
ための手段を含むこともできる。
【００１１】左心室圧／温度を測定するために、本発明
の装置は開口に固定されるステントにより心室中隔を通
じて穿刺に配置し、圧力／温度センサを左心室の血液又
は組織に露出することができる。ステント状に固定装置
が提供され、植え込まれたステントの変位からの心臓の
正常なポンピングが得られる。管状ステントを通じた血
流を防止するために、その内腔を線維材料で包み、開口
を閉鎖することができる。電子モジュールは閉鎖が望ま
しい場合には内腔に配置することもできる。
【００１２】ステント装置を患者の肺又は他の動脈に配
置すべき場合は、固定手段はステントがその植え込み時
に半径方向の拡張が可能なとき、又は拡張するように製
造されていると、動脈の内壁と嵌合される一連のフック
を含むことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参考にして本
発明を詳細に説明する。
【００１４】最初に図１を参考にすると、生きた動物の
血管系内部における所望位置での配置に適合された温度
／圧力モニタリング装置の第１の実施例が示されてい
る。図面では自己拡張式又はバルーン拡張式ステントと
して示されている支持部材１０を含み、これにはコンダ
クタ１６によって接続された植え込み式電源１４により
電力が供給されるように適合された電子モジュール１２
が固定されている。電源１４は体内の流体不通気性ケー
シング１８の内部に収納されたヨウ化リチウムバッテリ
であることが好ましい。モジュール１２を含む電子回路
は、密閉電気フィードスルー２２を有し、これにコンダ
クタ１６が直流電流をモジュールヘ架橋するために取付
けられた体内流体不通性ケーシング２０の内部に収納す
ることもできる。
【００１５】以下に説明するように、電子モジュール２
０には血液温度、血圧又は血流など生理学的パラメータ
の変化を検出するための１つ又はそれ以上のセンサが結
合されている。センサはブロックウェイ（Brockway）ら
の特許第４，８４６，１９１号に記載された種類の圧力
センサを、単独又はサーミスタ温度トランスデューサ及
びドップラー流量センサとの組み合わせのいずれかで含
むことができる。
【００１６】ステント１０の対向端に形成されているの
は保持要素であり、これらは図２では、その所望の植え
込み部位からの装置の移動を防止するために組織に与え
させるように適合されたフック２６として示されてい
る。もちろん、保持要素の必要性は植え込み装置のため
に選択された位置にわずかに左右される。
【００１７】図３に示した心臓から取られた断面図は、
本発明を用いて長期的に左心室圧又は左房室圧のいずれ
かをモニタリングできるやり方を示している。ここで
は、動脈又は静脈を介して経皮的に植え込まれ、外科的
に作成された開口に挿入される図１に示したような装置
により、心室中隔２８又は心房中隔３０を通じて切開が
行われる。支持装置１０はそれ自体、コツラ（Kotula）
らの米国特許第５，７２５，５５２号に記載されたよう
な中隔欠陥遮断子（septal defect occlunder）を含む
ことができるが、これには電子モジュール１２が取付け
られる。センサ要素は装置の配置によって左心室及び／
又は左心房の血管に露出される。支持装置１０は血管系
を経由し、右心室に入り、外科的に作成された中隔開口
を通るカテーテルによって送達することができる。装置
１０はカテーテルの領域からリリースされると、自己拡
張し、図示したように予め決められたダンベル状とな
り、中隔壁の適所でこれを維持する。または、開心術に
おいて、図１の装置は左心室または左心房の心筋を通じ
て挿入することができる。
【００１８】血管の内腔に配置すると、支持装置１０は
図１に示したように管状であって、血流の通過が可能と
なる。その対向端のフック２６は選択血管の適所に装置
を固定するために使用される。肺動脈またはその動脈枝
に温度／圧力／流量測定回路とともにステントを配置す
ることにより、ＣＨＦ及び高血圧の治療において有意義
である左心室端拡張期圧のすぐれた推計を得ることがで
きる。これは短期的に配置される圧力検出カテーテルで
測定される左心室圧と直接比較することで較正される。
周期的な再較正はソフトウェアを介して行うことができ
る。
【００１９】図４は、植え込み装置はその運転出力を、
導入ヘッドが植え込み装置と一直線上に方向づけられる
ように維持する肩ストラップ３４で支持されたプログラ
マ導入ヘッド３２から経皮的に受けることができる本発
明の別の実施例を示す。導入ヘッド３２は患者が携帯可
能なプログラマブル植え込み式ペースメーカーの遠隔測
定リンクで使用される種類のものであってもよい。した
がって、伝達及び受信電子回路及びバッテリ電源は患者
の腹部を包囲するベルトに着用したケース３６内に収納
することができる。植え込み装置１０のセンサ２４によ
り得られる情報はＲＦトランスミッションを介して外部
トランスデューサに遠隔測定器で送信され、電子モジュ
ール３６に供給されて信号処理、蓄積及びその後の解析
が行われる。
【００２０】図５は植え込み装置のケーシング２０内部
に収納された回路を示すブロック線図である。上述した
圧力／温度／流量トランスデューサからの出力信号は、
適切な濾過法により１つは圧力情報を伝達し、もう１つ
は温度情報を伝達するために容易に２つのチェネルに分
離することができ、圧力センサからの出力信号は温度セ
ンサからのものよりも周波数が大幅に大きくなることが
認められている。このため、図５では、圧力センサ５０
及び温度センサ５２は、単一トランスデューサ装置が利
用されたとしても、デュアルチャネルの性質を示すこと
が示されている。圧力センサ５０及び温度センサ５２か
らのアナログ出力信号は、オンボードのマイクロプロセ
ッサ５４の一部を形成するアナログ−ディジタル変換器
に供給される。マイクロプロセッサ５４はアドレスバス
５６、データバス５８及び制御バス６０を含み、これら
にはＲＯＭメモリ６２、ＲＡＭメモリ６４及び入力／出
力インターフェイス６６が接続されている。ＲＯＭ６２
は従来、マイクロプロセッサ５４により実行可能なプロ
グラムを記憶するが、ＲＡＭ６４はプログラマブル定数
及びプログラムの実行時に得られる中間データを記憶す
ることができる。Ｉ／Ｏインターフェイスは、マイクロ
プロセッサ及び／またはＲＡＭからのデータライン５８
上に運ばれたデータを遠隔測定回路６８に取付けられ、
破線７０で示される患者の体内から外部のモニター７２
に経皮的に伝達する。モニター７２は植え込み装置から
の遠隔測定データを受信及び処理し、遠隔測定リンクを
介して植え込み装置にプログラミングデータを送達する
能力を有するラップトップＰＣであることが有利であ
る。
【００２１】図１及び２に示した温度トランスデューサ
は、サーミスタ、もしくはサーモカップル又は赤外線セ
ンサであってもよい。分離圧電装置をブロックウェイの
特許第４，８４６，１９１号に開示されたようにして圧
力センサとして用いることができる。分離流量センサは
植え込み式モニター装置で構成され、又は、温度センサ
を用いて周知の熱希釈法によって流量を評価することも
できることも予想される。
【００２２】本発明は、特許の現況と合致し、新規な原
理を与え、必要とされる特殊な構成要素を構成し使用す
るために必要な情報を当業者に提供するために、本明細
書中できわめて詳細に説明されている。しかし、本発明
は特別に異なる装置類で実施することができるととも
に、装置と操作方法の両方に関してさまざまな変更態様
を、本発明自体の範囲から逸脱することなく実行できる
ことが理解される。
【００２３】
【発明の効果】体内の他の位置に植え込みモニターを配
置することにより、腎臓、肺又は膵臓移植の状態を評価
することができる。末梢血管内に装置を配置することで
運動能力の評価が可能となる。モニターは熱希釈法を用
いて血流を計算するためにも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】検出される圧力及び温度データを検出するとと
もに遠隔測定法で伝達し、植え込み式パワーパックによ
り電力供給される電子回路パッケージのための支持部材
としての管状ステントを示す透視図である。
【図２】図１の装置を示す端面図である。
【図３】心室及び心房中隔に位置決めされた本発明のモ
ニター装置を示す心臓の断面図である。
【図４】埋込まれた装置に経皮的に電力を供給するため
の装置を示す概略図である。
【図５】植え込み式モニター装置の部分を形成する集積
回路チップを示すブロック線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デビッド アール、ホウムズ アメリカ合衆国 ミネソタ、ロチェスタ ー、トゥエンティファースト ストリート エヌ、イー、1122

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 医療用モニタリング装置において、 （ａ）生きた動物の血管系の予め決められた位置に長期
    的に植え込まれるように適合された支持手段と、 （ｂ）少なくとも１つの測定可能なパラメータを検出す
    るために前記支持手段に固定された手段と、 （ｃ）検出パラメータを表す信号を信号受信機に遠隔測
    定器で経皮的に伝達するための支持手段上の手段と、を
    含む医療用モニタリング装置。
  2. 【請求項２】 医療用モニタリング装置において、 （ａ）生きた動物の血管系の予め決められた位置での長
    期的な植え込みのために適合された管状ステントと、 （ｂ）少なくとも１つの測定可能なパラメータを測定す
    るための前記管状ステントに固定された電子回路手段
    と、 （ｃ）生きた動物の外部の信号受信機に経皮的に検出パ
    ラメータを表す信号を遠隔測定器で伝達するための電子
    回路手段内の手段と、を含む医療用モニタリング装置。
  3. 【請求項３】 測定可能なパラメータは血液温度、血流
    量及び血圧よりなる群から選択される請求の範囲第２項
    記載の医療用モニタリング装置。
  4. 【請求項４】 管状ステントは第１及び第２の端と該端
    間に延在する内腔とを有し、第１の端は右心室への心中
    隔の部分を通って延在する第２の端とともに左心室に配
    置するために適合された請求の範囲第３項記載の医療用
    モニタリング装置。
  5. 【請求項５】 さらに内腔に配置された遮断子を含む請
    求の範囲第４項記載の医療用モニタリング装置。
  6. 【請求項６】 左心室は左心房であり、右心室は右心房
    である請求の範囲第４項記載の医療用モニタリング装
    置。
  7. 【請求項７】 左心室は左室であり、右心室は右室であ
    る請求の範囲第４項記載の医療用モニタリング装置。
  8. 【請求項８】 電子回路手段は血管内圧を検出するため
    の手段を含むとともに、信号を遠隔測定法で伝達するた
    めの手段は検出された血管内圧を表す信号を伝達するた
    めの手段を含む請求の範囲第２項記載の医療用モニタリ
    ング装置。
  9. 【請求項９】 電子回路手段は血管内温度を検出するた
    めの手段を含むとともに、信号を遠隔測定法で伝達する
    ための手段は血管内温度を表す信号を伝達するための手
    段を含む請求の範囲第２項記載の医療用モニタリング装
    置。
  10. 【請求項１０】 電子回路手段は左心房及び心筋の１つ
    の圧力を検出するための手段を含む請求の範囲第６項記
    載の医療用モニタリング装置。
  11. 【請求項１１】 電子回路手段は左心室及び心筋の１つ
    の圧力を検出するための手段を含む請求の範囲第７項記
    載の医療用モニタリング装置。
  12. 【請求項１２】 電子回路手段は左心房及び心筋の１つ
    の温度を検出するための手段を含む請求の範囲第６項記
    載の医療用モニタリング装置。
  13. 【請求項１３】 電子回路手段は左心室及び心筋の１つ
    の温度を検出するための手段を含む請求の範囲第６項記
    載の医療用モニタリング装置。
  14. 【請求項１４】 管状ステントは前記信号を伝達するた
    めの電子回路手段に接続されたアンテナを含む請求の範
    囲第２項記載の医療用モニタリング装置。
  15. 【請求項１５】 管状ステントは自己拡張式である請求
    の範囲第２項記載の医療用モニタリング装置。
  16. 【請求項１６】 管状ステントはバルーン拡張式である
    請求の範囲第２項記載の医療用モニタリング装置。
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