JP2020081702A - 測定用カテーテル - Google Patents

Abstract

【課題】生体内に存在する特定の物質を、体外に取り出すことなく、生体内で直接に測定する場合に、生体内における物質の測定結果の信頼性を向上させることができる、新規な構造の測定用カテーテルを提供すること。【解決手段】生体内へ挿入されて生体内腔１７の壁面２９の物質を検出するセンサ１６を備えた測定用カテーテル１０であって、センサ１６を生体内腔１７の壁面２９へ接近させる接近機構２６が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、生体内へ挿入されて、生体内の物質を検出するセンサを備えたカテーテルに関するものである。

生体内に存在する特定の物質を、体外に取り出すことなく、生体内で直接に測定したい場合がある。例えば体外に取り出すことで物質が変質や増減することが懸念される場合や、タイムロスなくダイレクトに生体内物質を把握したい場合などにおいて特に有意である。

そこで、生体内腔へ挿入されて生体内腔の物質を直接に検出するセンサを備えたカテーテルが、提案されている。例えば、特許第３６９１０３６号公報（特許文献１）には、血液中の一酸化窒素の濃度を測定する化学検査装置が開示されている。また、特開昭６３−４０５３２号公報（特許文献２）には、血液中の酸素や炭酸ガス、水素、ナトリウム、カリウム、カルシウム、塩素、グルコース、尿素、尿酸、クレアチニンなどを測定することが、病態の監視などに重要であることが示唆されている。

特許第３６９１０３６号公報 特開昭６３−４０５３２号公報

ところが、本発明者が確認したところ、従来の測定用カテーテルでは、得られた測定結果が不安定で信頼性に乏しいという新たな事実がわかった。

本発明の解決課題は、生体内腔の物質の測定結果の信頼性を向上させることができる、新規な構造の測定用カテーテルを提供することにある。

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。

本発明の第１の態様は、生体内へ挿入されて生体内腔の物質を検出するセンサを備えた測定用カテーテルであって、前記センサを前記生体内腔の壁面へ接近させる接近機構が設けられているものである。

本態様に従う構造とされた測定用カテーテルによれば、接近機構によってセンサを生体内腔の壁面に近付けることで、生体内腔におけるセンサの検出位置を安定させることができる。その結果、例えば生体内腔を定常的に流動する物質の他、例えば生体内腔の壁面から出る物質などについても、更には生体内腔における位置によって濃度等が異なる物質などについても、安定した位置でより精度よく検出することが可能になる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に係る測定用カテーテルであって、前記接近機構が、前記センサを前記生体内腔の前記壁面への接触状態に保持するものである。

本態様の測定用カテーテルでは、センサと生体内腔の壁面が直接接触することで、生体内腔におけるセンサの測定位置の更なる安定化などが図られ得る。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に係る測定用カテーテルにおいて、前記センサと前記生体内腔の前記壁面との接触圧を測定する接触圧センサが設けられているものである。

本態様の測定用カテーテルでは、接触圧センサの測定値を利用することで、例えばセンサが生体内腔の壁面に接触しているか否かを検知したり、或いは、生体内腔の壁面に対するセンサの過度の押し付けを回避したりすることも可能になる。

本発明の第４の態様は、第１〜第３の何れか１つの態様に係る測定用カテーテルにおいて、前記センサが検知部位を覆うハウジングを有していると共に、該ハウジングには部分的に開口する窓部が設けられているものである。

本態様の測定用カテーテルでは、例えばハウジングの窓部の位置や大きさ等を適宜に設定することで、センサによる物質の検知方向や検知位置、検知レベルなどを、調節することも可能になる。具体的には、例えばハウジングの窓部を生体内腔の壁面に面する位置に開口させて、更に必要に応じて当該窓部を接近機構によって生体内腔の壁面に接近させることも可能であり、それによって、生体内腔の壁面に近い側に存在する物質を、生体内腔の壁面から遠い側に位置する物質の影響を低減して、精度よく検出することも可能になる。

本発明の第５の態様は、第１〜第４の何れか１つの態様に係る測定用カテーテルにおいて、前記センサが、前記生体内腔の前記壁面で産生される壁産生物質を検出対象とするものである。

本態様の測定用カテーテルでは、例えば生体内腔の壁面に近い位置に存在する物質や、生体内腔の壁面から産生されて比較的短時間で消失してしまうような物質などを対象として、精度よく安定して測定することが可能になる。

本発明の第６の態様は、第１〜第５の何れか１つの態様に係る測定用カテーテルにおいて、前記センサが一酸化窒素を検出するＮＯセンサとされていると共に、前記生体内腔の前記壁面が血管壁の内面とされて、前記接近機構が該血管壁の内面へ該センサを接近させるものである。

本態様の測定用カテーテルでは、例えば特許文献１に記載の従来構造の化学検査装置に比して、一酸化窒素を精度よく検出することができる。即ち、一酸化窒素は血管内皮細胞で産生されて血管中に存在するが、血液中では速やかに、亜硝酸イオンへ酸化されて、血液中に溶け込み輸送されるか、あるいはヘモグロビンと結合して輸送されるため、検出不能となる。本態様の測定用カテーテルでは、血管壁の内面から生まれた血管中の一酸化窒素を効率よく検出することが可能になる。

本発明の第７の態様は、第１〜第６の何れか１つの態様に係る測定用カテーテルにおいて、前記接近機構が、収縮状態から拡張状態に拡径変化することで前記センサを前記生体内腔の前記壁面に接近させる拡張体とされているものである。

本態様に従う構造とされた測定用カテーテルによれば、例えば、拡張体の外周面が拡張に際して生体内腔の壁面に接近位置することを利用して、拡張体に取り付けられたセンサを生体内腔の壁面に接近支持させるようにしてもよい。或いは、例えば、センサを備えるカテーテル本体を拡張体で押して生体内腔の壁面に近付けることにより、センサを生体内腔の壁面に接近支持させるようにしてもよい。拡張体のより具体的な態様は、以下の第８や第９の態様に例示される。

本発明の第８の態様は、第７の態様に係る測定用カテーテルにおいて、前記拡張体がバルーンとされているものである。

本発明の第９の態様は、第７の態様に係る測定用カテーテルにおいて、前記拡張体が複数の線条部を備えて展開可能な骨格構造体とされているものである。

本発明の第１０の態様は、第１〜第６の何れか１つの態様に係る測定用カテーテルにおいて、前記接近機構がカテーテル本体に挿入されて該カテーテル本体を曲げるガイド部材によって構成されているものである。

本態様の測定用カテーテルにおけるガイド部材としては、例えばカテーテル本体に挿入されて基端側からの押し引き操作で先端側のセンサ装着部付近へ曲げ力を及ぼす操作ワイヤや、カテーテル本体に挿通されてカテーテル本体を導くガイドワイヤ、予め屈曲形状にクセ付けされた先端部分が設けられてカテーテル本体に挿入されるスタイレットなどが例示される。このようなガイド部材を用いることで、例えばバルーン等を用いる場合に比して簡単な設備で接近機構が実現可能になる。

本発明によれば、生体内腔の物質の測定結果の信頼性を向上させることができる、新規な構造の測定用カテーテルが提供可能になる。

本発明の第１の実施形態としての測定用カテーテルの側面図。 本発明の第２の実施形態としての測定用カテーテルの斜視図。 本発明の別の実施形態としての測定用カテーテルの斜視図。 本発明のまた別の実施形態としての測定用カテーテルの斜視図。 本発明の第３の実施形態としての測定用カテーテルの断面図であって、（ａ）がバルーンの収縮状態を、（ｂ）がバルーンの膨張状態を、それぞれ示す。 本発明の別の実施形態としての測定用カテーテルの断面図。 本発明の第４の実施形態としての測定用カテーテルの断面図であって、（ａ）が骨格構造体を展開させる前の状態を、（ｂ）が骨格構造体を展開させた状態を、それぞれ示す。 本発明の別の実施形態としての測定用カテーテルの断面図。 本発明の第５の実施形態としての測定用カテーテルに用いられる展開構造体の側面図。 本発明の第６の実施形態としての測定用カテーテルの断面図であって、図１１のＸ−Ｘ断面に相当する図。 図１０のＸＩ−ＸＩ断面を拡大して示す図。 本発明の第７の実施形態としての測定用カテーテルの断面図。 本発明の第８の実施形態としての測定用カテーテルの断面図であって、（ａ）がスタイレットを挿入する前の状態を、（ｂ）がスタイレットを挿入した状態を、それぞれ示す。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、本発明の第１の実施形態としての測定用カテーテル１０の一部が、血管１２への挿入状態で示されている。測定用カテーテル１０は、中空のカテーテル本体１４と、カテーテル本体１４の先端側に設けられたセンサ１６とを備えている。

カテーテル本体１４は、図示しない内腔を有するチューブ状とされており、生体内腔である血管１２の内腔１７へ経皮的に挿入されている。カテーテル本体１４は、適度な可撓性を有する材料、例えばエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリウレタン、ポリエーテルポリアミドなどの各種合成樹脂や、ステンレス鋼などの金属によって形成されており、血管１２の湾曲に対応して湾曲変形可能とされている。なお、カテーテル本体１４は、合成樹脂製のチューブを金属製のメッシュなどによって補強した構造を採用することもできる。

センサ１６は、ハウジング１８が検知部位としての検出部２０を覆うように設けられた構造を有している。ハウジング１８は、全体として中空の円筒状とされており、内部空間がカテーテル本体１４の内腔に連通されている。ハウジング１８は、周壁部の一部を貫通して側方へ開口する窓部２２を備えている。また、ハウジング１８の先端側には、先細の先端チップ２４が設けられている。なお、窓部２２は、ハウジング１８の周壁部に設けられる態様に限定されず、例えば、ハウジング１８の先端面に開口するように設けることもできる。

検出部２０は、接触する一酸化窒素（以下、ＮＯ）を電極法（電気化学式）などの各種公知の検出原理によって検出するものであって、ハウジング１８に収容されている。なお、検出部２０の特定の面が接触するＮＯを検出可能な検出面とされる場合には、当該検出面がハウジング１８の窓部２２に向けて位置決めされていることが望ましい。なお、センサ１６の検出部２０としては、例えば、特許第３６９１０３６号公報にも記載されたＩｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＮＯセンサなど、各種公知のＮＯセンサが採用され得る。検出部２０は、血管１２の内腔１７内のＮＯを検出対象とするが、特に血管１２の壁内（内皮細胞）において産生される壁産生物質としてのＮＯを、主たる検出対象とする。そこで、センサ１６は、検出部２０の血管壁２８に近い側面が、ハウジング１８の窓部２２を通じて露出している。また、センサ１６は、検出部２０の血管壁２８から遠い側面が、ハウジング１８によって覆われている。これらにより、血管壁２８の壁内面２９に近い位置のＮＯが、血管壁２８の壁内面２９から遠い位置のＮＯよりも検出され易くなっている。本実施形態では、血管１２の内腔１７が生体内腔とされており、血管壁２８の壁内面２９が生体内腔の壁面とされている。

検出部２０に接続された図示しないセンサ配線が、検出部２０から基端側へ延びており、カテーテル本体１４に挿通されている。センサ配線は、例えば、導電体の芯線の周囲が絶縁体で覆われたリード線とされる。そして、カテーテル本体１４の基端側へ取り出されたセンサ配線が、図示しない測定用機器などに接続されることにより、センサ１６の検出信号に基づいたＮＯの測定が可能とされている。

ハウジング１８の周壁部における窓部２２と反対側（図１中の下側）には、接近機構としてのバルーン２６が設けられている。このバルーン２６は、ハウジング１８の外周側に設けられており、外部からの操作によって膨らませることが可能とされた拡張体とされている。バルーン２６は、膨らませた状態から再度窄ませることも可能とされていることが望ましい。

そして、測定用カテーテル１０の先端部分が、バルーン２６を窄ませて畳んだ状態で血管１２内へ経皮的に挿入された後、バルーン２６に液体又は気体を送り込んで、図１に示すようにバルーン２６を膨らませる。これにより、バルーン２６がハウジング１８の側方へ膨らんで、バルーン２６が血管壁２８の壁内面２９に押し付けられる。そして、バルーン２６の血管壁２８への当接に対する反力がハウジング１８に及ぼされて、ハウジング１８が窓部２２の開口する側方へ向けて付勢される。その結果、ハウジング１８を含むセンサ１６が窓部２２の開口する方向で血管壁２８の壁内面２９に近付いて、ハウジング１８に収容された検出部２０が図１中における上側の血管壁２８の壁内面２９に接近する。

このように、センサ１６がバルーン２６によって血管壁２８の壁内面２９に近付けられることにより、血管１２内においてセンサ１６の検出位置を安定させることができる。それ故、血液とともに流動するＮＯや、血管壁２８の内皮細胞において算出されるＮＯなどを、安定した位置でより精度よく検出することが可能になる。

特に、センサ１６の測定対象であるＮＯは、血管壁２８の内皮細胞で産生されて血管１２中に存在するが、半減期が短く、血液中では速やかに、亜硝酸イオンへ酸化されて血液中に溶け込み輸送されるか、あるいはヘモグロビンと結合して輸送されるため、検出不能となる。測定用カテーテル１０では、センサ１６が血管壁２８に近付けられることから、血管１２の壁内面２９において産生された壁産生物質としてのＮＯを、効率よく検出することが可能になる。さらに、測定用カテーテル１０では、センサ１６が血管壁２８に近付けられることから、ＮＯをリアルタイムで検出することが可能であり、例えば、ＮＯの濃度変化を測定することなどもできる。

また、センサ１６の検出部２０が血管壁２８に近付けられることにより、血管壁２８の内皮細胞において産生されたＮＯが、ヘモグロビンと結合する前に検出部２０において検出され易くなる。それ故、血管壁２８の内皮細胞において産生されるＮＯの量を、センサ１６によって正確に測定することができる。

例えば、血管１２の壁内面２９を構成する内皮細胞において産生されるＮＯは、血管１２を弛緩させる役割がある。このように人体に何らかの作用を及ぼしたり、或いは人体の何らかの変化で量が変動するような生体内腔の物質を、生体内腔において直接に測定してダイレクトに把握すれば、例えば動脈硬化などの疾患を未然に発見したり、早期に対処したりすることも可能になる他、手術中の急変への対応にも指標を与えることができるなど、本発明による新たな効果が発揮される。

本実施形態のセンサ１６は、ＮＯを検出する検出部２０がハウジング１８に収容されており、ハウジング１８の窓部２２を通じて検出部２０に触れたＮＯが検出されるようになっている。それ故、例えばハウジング１８の窓部２２の位置や大きさ等を適宜に設定することで、センサ１６による物質の検知方向や検知位置、検知レベルなどを、調節することも可能になる。本実施形態では、ハウジング１８の窓部２２が血管壁２８に面する位置に開口して形成されており、窓部２２がバルーン２６によって血管壁２８に接近させられるようになっている。それ故、血管壁２８に近い側に存在するＮＯを、血管壁２８から遠い側に存在するＮＯの影響を低減して、精度よく検出することが可能であり、血管壁２８のＮＯ産生能を把握することができる。

本実施形態の測定用カテーテル１０は、センサ１６の検出対象が血管壁２８で産生される壁産生物質としてのＮＯとされている。そして、上述のように、センサ１６が血管壁２８に近い位置に接近させられると共に、センサ１６の検出部２０がハウジング１８に収容されて、ハウジング１８の窓部２２が血管壁２８に接近させられる。それ故、血管壁２８において産生されたＮＯを、酸化やヘモグロビンとの結合を生じる前に、精度よく安定して測定することができる。

また、検出部２０がハウジング１８に収容されており、ハウジング１８がバルーン２６の血管壁２８への当接反力によって押圧されることから、バルーン２６の当接反力が検出部２０に直接及ぼされるのを防ぐことができる。

なお、ハウジング１８における窓部２２の開口周縁部を、バルーン２６によって血管壁２８の壁内面２９に対する接触状態に保持することもできる。これによれば、センサ１６と血管壁２８が直接接触することで、血管１２内におけるセンサ１６の測定位置の更なる安定化などが図られ得る。さらに、血管壁２８の内皮細胞において産生されたＮＯが、血流に触れ難い状態でハウジング１８内に回収されることから、血管壁２８の内皮細胞におけるＮＯの産生能をより高精度に測定することが可能になる。

さらに、ハウジング１８における窓部２２の開口周縁部を血管壁２８に接触させる場合には、血液のハウジング１８内への浸入を低減乃至は回避しつつ、ハウジング１８の血管壁２８への接触圧を小さくすることが望ましい。ハウジング１８の血管壁２８への接触圧は、例えば、接触圧を測定する接触圧センサをハウジング１８に設けるなどして確認することもできる。

また、ハウジング１８の窓部２２を覆うように検出すべき物質を透過する選択膜を設けることもできる。すなわち、本実施形態では、血液中の赤血球の通過を制限乃至は阻止するとともにＮＯの通過を許容するガス透過膜が、ハウジング１８の窓部２２を覆うように設けられることにより、ハウジング１８内への赤血球（ヘモグロビン）の浸入を低減乃至は回避することができる。ＮＯの通過を許容し得るガス透過膜としては、例えば、高分子材料で形成されており、特に無定形高分子によって形成されることで優れた気体透過性が実現され得る。すなわち、２〜１０ｎｍ程度の比較的に大きな分子間隙を有するポリマーで形成することにより、ＮＯの通過を十分に許容すると共に、直径７〜８μｍ且つ厚さ２μｍほどの大きさである赤血球が、ガス透過膜の分子間隙を通過するのを制限できる。

さらに、ハウジング１８の窓部２２を選択膜（例えばガス透過膜）で覆う場合には、ハウジング１８内が検出液で満たされていてもよい。本実施形態では、生理食塩液などのＮＯ可溶性且つ人体への影響が問題にならない液体が、検出液として採用される。もっとも、検出液には、検出すべき物質を溶かしにくい溶媒を採用してもよく、どちらの溶媒を用いた場合にも、血液と検出液の圧力や電位、濃度などの勾配によって、血管１２内のＮＯが選択膜を透過するようにできる。そして、選択膜を透過したＮＯが、ハウジング１８内の検出液に溶けて、検出液中のＮＯが、検出液中に配された検出部２０によって検出される。

図２には、本発明の第２の実施形態としての測定用カテーテル３０が部分的に示されている。測定用カテーテル３０は、カテーテル本体３２に拡張体としてのバルーン３４が装着された構造を有している。バルーン３４は、カテーテル本体３２の外周を囲むように設けられて、先端と基端がカテーテル本体３２の外周面に固着されている。そして、カテーテル本体３２の内腔を通じてバルーン３４内に液体又は気体が送り込まれることにより、バルーン３４を膨らませることが可能とされている。

バルーン３４には、センサ３６が固着されている。本実施形態のセンサ３６は、シート状のＮＯセンサであって、バルーン３４の外周面に固着されている。なお、センサ３６の検出信号を図示しない測定用機器へ伝達する手段としては、センサ３６からカテーテル本体３２の基端側へ延びて測定用機器に接続されるセンサ配線を設けてもよいし、センサ３６の検出信号を無線信号として測定用機器に送信する無線送信装置を設けてもよい。

このような構造とされた測定用カテーテル３０は、バルーン３４を窄めた状態で図示しない血管内へ経皮的に挿入された後、バルーン３４を膨らませる。なお、図中では省略したが、カテーテル本体３２およびバルーン３４は、図示しないデリバリーカテーテルに挿入された状態で血管内へ挿入され、バルーン３４をデリバリーカテーテルよりも先端側へ突出させた状態で、バルーン３４を膨らませるようにしてもよい。

そして、バルーン３４の外周面に固着されたセンサ３６が、バルーン３４の膨張に伴って血管壁に接近することで、血管壁の内皮細胞において産生されるＮＯをセンサ３６によって精度よく検出して測定することができる。なお、バルーン３４の膨張状態において、センサ３６は、血管壁の内面に接触していてもよいし、血管壁の内面から離れていてもよい。センサ３６がバルーン３４の内圧によって血管壁に接触していれば、ＮＯの検出において血流の影響を低減できると共に、柔軟なバルーン３４および薄膜状のセンサ３６の接触であることから、血管内皮の損傷も起こり難い。センサ３６が血管壁から離れていれば、センサ３６やバルーン３４の接触による血管壁の内皮細胞の損傷を、より確実に防ぐことができると共に、バルーン３４の血流への影響も軽減される。

図２では、バルーン３４の径方向両側において一対のセンサ３６，３６がバルーンの外周面に固着された例を示したが、バルーン３４に固着されるセンサ３６の数や配置は特に限定されない。具体的には、図３に示す測定用カテーテル４０のように、長手方向の複数箇所において、一対のセンサ３６，３６がそれぞれ固着されていてもよい。また、図３の測定用カテーテル４０では、バルーン３４の表面に、バルーン３４と血管壁２８との接触圧を測定する接触圧センサ４２が設けられている。接触圧センサ４２は、例えば圧電センサとされて、血管壁２８とバルーン３４の間で挟まれることによって、作用圧力に応じた電圧が生じるようになっている。そして、接触圧センサ４２で生じた電圧が、図示しない測定用機器において処理されることにより、接触圧センサ４２に作用した圧力が測定される。このように、接触圧センサ４２が設けられていることにより、バルーン３４に設けられたセンサ３６が血管壁２８に接しているか否か、更にはセンサ３６が血管壁２８に対してどの程度の強さで接しているかを、接触圧センサ４２の検出結果に基づいて把握することができる。従って、バルーン３４の内圧を接触圧センサ４２の検出結果に基づいて調節するなどして、血管壁２８に対するセンサ３６の過度な押し付けを防ぐことができる。

なお、図４に示す測定用カテーテル５０のように、２つのバルーン３４，３４をカテーテル本体３２の長手方向で並べて設けることもできる。図４では、２つのバルーン３４，３４が設けられているが、例えば、３つ以上のバルーンを設けることもできる。また、血管内で血流の上流側に位置するバルーン３４を、血流を一時的に遮断乃至は低減するためのオクルージョンバルーンとして利用して、下流側のバルーン３４によって血流の影響が少ない状態でＮＯを測定することも可能である。この場合には、図４のように各バルーン３４にセンサ３６が固着されている必要はなく、下流側のバルーン３４だけにセンサ３６が設けられ得る。

図５には、本発明の第３の実施形態としての測定用カテーテル６０が部分的に示されている。測定用カテーテル６０は、デリバリーカテーテル６２に対して、バルーンカテーテル６４とセンサ体６６が挿入された構造を有している。

デリバリーカテーテル６２は、シングルルーメン構造の柔軟なチューブ状とされている。そして、図５（ａ）に示すように、デリバリーカテーテル６２の１つのルーメン６８に対して、バルーンカテーテル６４とセンサ７４の両方が挿入されている。

バルーンカテーテル６４は、中空のシャフト７０に対して拡張体としてのバルーン７２が外挿状態で取り付けられて、バルーン７２の先端側と基端側の各端部がシャフト７０に固着された構造を有している。そして、シャフト７０の内腔を通じてバルーン７２に液体又は気体を送入することで、バルーン７２を膨らませて拡径変化させることが可能とされている。

センサ体６６は、ＮＯを測定するセンサ７４と、センサ７４に接続されて基端側へ延びるセンサ配線７６とを、備えている。センサ配線７６は、例えば、導電体の周囲に絶縁皮膜を備えるリード線であって、基端側が図示しない測定用機器に接続されている。そして、センサ７４の検出信号が、センサ配線７６によって測定用機器に伝達されている。

そして、測定用カテーテル６０を経皮的に血管１２の内腔１７へ挿入した状態で、例えば、デリバリーカテーテル６２をバルーンカテーテル６４およびセンサ体６６に対して基端側へ移動させることにより、バルーンカテーテル６４およびセンサ体６６をデリバリーカテーテル６２よりも先端側へ突出させる。図５（ｂ）に示すように、デリバリーカテーテル６２から突出したバルーンカテーテル６４のバルーン７２を、センサ体６６と図５（ｂ）における血管壁２８の下側部分との間で膨らませることにより、センサ７４を図５（ｂ）における血管壁２８の上側部分に接近させる。このように、本実施形態の接近機構は、バルーンカテーテル６４のバルーン７２で構成されている。センサ体６６のセンサ配線７６は、膨らんだバルーン７２の接触によって曲がる程度の柔軟性を有していることが望ましい。なお、センサ体６６は、必ずしもバルーン７２の上側に位置しなくてもよく、バルーン７２に対する相対的な位置を限定されるものではない。

図５の測定用カテーテル６０では、デリバリーカテーテル６２がシングルルーメン構造とされており、バルーンカテーテル６４とセンサ体６６が同じルーメン６８に挿入されている。しかしながら、例えば、図６に示す測定用カテーテル８０のように、ダブルルーメン構造のデリバリーカテーテル８２を採用することもできる。デリバリーカテーテル８２は、バルーンカテーテル６４が挿入される第１ルーメン８４と、センサ体６６が挿入される第２ルーメン８６とが、互いに独立して設けられている。これによれば、バルーンカテーテル６４とセンサ体６６がデリバリーカテーテル８２内で相互に干渉するのを防ぐことができる。また、バルーンカテーテル６４とセンサ体６６の相対的な位置関係を設定しやすくなって、センサ７４の血管壁２８に対する接近量を精度よく設定することなども可能になる。

図７には、本発明の第４の実施形態としての測定用カテーテル９０が部分的に示されている。測定用カテーテル９０は、シングルルーメン構造のデリバリーカテーテル６２に対して、センサ体９４が挿入された構造を有している。

センサ体９４は、コアワイヤ９６に拡張体としての骨格構造体９８が取り付けられた構造を有している。骨格構造体９８は、ＮｉＴｉ合金やステンレス鋼などで形成された線条部１００を複数備えている。骨格構造体９８は、展開状態に拡径変化可能とされており、例えば、骨格構造体９８自体の弾性や形状記憶効果によって、展開状態に拡径変化するようになっている。本実施形態の骨格構造体９８は、線条部１００がＮｉＴｉ合金で形成されており、形状記憶効果によって展開状態に拡径変化するようになっている。そして、骨格構造体９８は、デリバリーカテーテル６２に挿入された状態において、図７（ａ）に示すように、デリバリーカテーテル６２によって小径の収縮状態に保持される。また、骨格構造体９８は、デリバリーカテーテル６２から先端側へ出されることで、図７（ｂ）に示すように、超弾性によって自動的に拡径変化するようになっている。もっとも、骨格構造体９８を拡径変化させる機構は、特に限定されるものではなく、例えば、骨格構造体９８の内周側に位置するコアワイヤ９６の外周面にバルーンを設けて、当該バルーンを膨らませることで、骨格構造体９８をバルーンで押し広げて拡径変化させることも可能である。また、例えば、骨格構造体９８をヒーターで加温することで、骨格構造体９８の形状記憶効果を発現させて、骨格構造体９８を拡径変化させることもできる。

骨格構造体９８の各線条部１００には、ＮＯを測定するセンサ３６が取り付けられている。センサ３６は、全ての線条部１００に取り付けられていてもよいし、選択された線条部１００にのみ取り付けられていてもよい。なお、センサ３６は、展開状態の骨格構造体９８において、外周面に位置するように配されていることが好ましい。

そして、デリバリーカテーテル６２が経皮的に図示しない血管へ挿入されると共に、デリバリーカテーテル６２をセンサ体９４に対して基端側へ相対変位させることにより、センサ体９４の骨格構造体９８がデリバリーカテーテル６２に対して先端側へ突出する。これにより、デリバリーカテーテル６２による骨格構造体９８の拘束が解除されて、骨格構造体９８が展開状態に自動的に拡径変化する。これにより、図７（ｂ）に示すように、骨格構造体９８の線条部１００に固着されたセンサ３６が、図示しない血管壁に接近する。

なお、図７に示す骨格構造体９８はあくまでも例示であって、骨格構造体の具体的な構造は特に限定されるものではない。具体的には、例えば、図８に示す測定用カテーテル１１０の骨格構造体１１２のように、複数の線条部１１４が基端側でコアワイヤ１１６につながっていると共に、それら複数の線条部１１４が先端側で相互に離れている構造なども採用され得る。この骨格構造体１１２は、デリバリーカテーテル６２から先端側へ出されることで、先端側が拡がるように展開して、線条部１１４に設けられたセンサ３６を図示しない血管壁に接近させる。

図９には、本発明の第５の実施形態としての測定用カテーテル１２０が示されている。測定用カテーテル１２０は、シングルルーメン構造のデリバリーカテーテル６２と、デリバリーカテーテル６２に収容される骨格構造体としてのステント１２２とを、備えている。なお、図９には、ステント１２２がデリバリーカテーテル６２から先端側へ出されて、血管１２内で拡張した状態が示されている。

ステント１２２は、複数の線条部１２４が先端側と基端側の両端部においてリング部材１２６で固定された構造を有している。本実施形態の線条部１２４は、中間部分で二股に分岐した構造とされているが、ストラットの構造は特に限定されない。また、線条部１２４とリング部材１２６，１２６は、一体であってもよく、例えば、金属製の筒材を切削加工して、複数の線条部１２４とリング部材１２６，１２６とを一体的に切り出した構造なども採用され得る。

ステント１２２の線条部１２４には、ＮＯを測定するセンサ３６が取り付けられている。さらに、線条部１２４には、血管壁２８に対する接触圧を測定する接触圧センサ４２が取り付けられている。本実施形態では、線条部１２４の長さ方向の中央部分にセンサ３６が配置されていると共に、線条部１２４におけるセンサ３６の両側に接触圧センサ４２が配置されている。

このステント１２２がデリバリーカテーテル６２に収縮状態で挿入されることにより、本実施形態の測定用カテーテルが構成される。そして、デリバリーカテーテル６２が血管１２内へ経皮的に挿入されると共に、ステント１２２がデリバリーカテーテル６２の先端側へ押し出されることにより、ステント１２２が展開状態に拡径変化する。そして、拡張したステント１２２の線条部１２４が血管壁２８に押し付けられることで、ステント１２２が血管１２内に留置される。これにより、線条部１２４に取り付けられたセンサ３６は、ステント１２２の拡張によって血管壁２８に接近せしめられて、血管壁２８の壁内面２９に対する接触状態に保持される。従って、本実施形態の接近機構は、ステント１２２の自己拡張によって構成される。

ステント１２２が血管１２の内腔１７に留置された状態において、各線条部１２４の血管壁２８への接触圧が接触圧センサ４２によって測定される。それ故、各線条部１２４が血管壁２８に接しているか否か、更には血管壁２８にどの程度の強さで接しているかを、接触圧センサ４２の測定結果に基づいて把握することが可能とされている。

また、血管壁２８に接する線条部１２４に設けられたセンサ３６によって、血管壁２８の内皮細胞におけるＮＯの産生量が測定される。本実施形態では、センサ３６が血管壁２８に接していることから、ＮＯの測定において血液の影響を受け難く、血管壁２８の内皮細胞におけるＮＯ産生量をより高い信頼性で測定することができる。

本実施形態における接触圧センサ４２およびセンサ３６は、ステント１２２が血管１２の内腔１７に留置された状態において、例えば、検出信号を無線通信によって血管１２内から体外の測定用機器へ送信するようにもできる。これによれば、検出信号を取り出すためのセンサ配線が不要になることから、例えば、長い期間に亘って継続的に検出を行う場合に、センサ配線を血管１２へ経皮的に挿入した状態を維持する必要がなくなる。

また、センサ３６を血管壁２８に接近させる接近機構が、ステント１２２によって構成されていることから、センサ３６を血管壁２８の壁内面２９に接触させた状態で保持しても、血流を大きく阻害することがない。

図１０には、本発明の第６の実施形態としての測定用カテーテル１３０が部分的に示されている。測定用カテーテル１３０は、中空のカテーテル本体１３２を備えている。カテーテル本体１３２は、略チューブ状とされており、周壁の一部が金属線材を螺旋状に密に巻回してなるコイル状の変形許容部１３４とされている。カテーテル本体１３２における変形許容部１３４の先端側の開口は、先端面を半球状に丸められた先端チップ１３６によって塞がれている。

カテーテル本体１３２には、コアワイヤ１３８が挿入されている。コアワイヤ１３８は、長手状とされて、先端に向けて次第に小径となる先細テーパ形状を有している。コアワイヤ１３８は、先端部分が先端チップ１３６に固着されている。このコアワイヤ１３８によって、測定用カテーテル１３０の形状安定性が調節されており、例えば、カテーテル本体１３２の変形許容部１３４における不要な屈曲が防止されている。

カテーテル本体１３２には、ガイド部材としての操作ワイヤ１４０が挿入されている。操作ワイヤ１４０は、先端が変形許容部１３４乃至は先端チップ１３６に固着されている。そして、操作ワイヤ１４０をカテーテル本体１３２に対して先端側へ押し込むあるいは基端側へ引くことにより、カテーテル本体１３２を変形許容部１３４において曲げることができる。

カテーテル本体１３２には、センサ配線１４２が挿入されている。センサ配線１４２は、絶縁皮膜を備えたリード線であって、先端部が先端チップ１３６に固着されていると共に、先端部がセンサ１４４に接続されている。センサ１４４は、ＮＯセンサであって、先端チップ１３６に埋め込まれた状態で固着されて、先端チップ１３６の外周面に露出している。センサ配線１４２は、例えば、センサ１４４の検出信号を測定用カテーテル１３０の基端側へ伝達する。なお、本実施形態のセンサ配線１４２は、図１１に示すように、３つの芯線を有しており、センサ１４４における図示しない作用電極と対極と参照電極とに接続されている。

測定用カテーテル１３０は、図示しない血管に対して経皮的に挿入される。血管に挿入された測定用カテーテル１３０は、操作ワイヤ１４０をカテーテル本体１３２に対して先端側へ押し込むことにより、変形許容部１３４において曲げられる。これにより、測定用カテーテル１３０の先端部分に設けられたセンサ１４４が、図１０中の上側へ移動して、図示しない血管壁に接近する。その結果、血管内においてセンサ１４４の位置が安定すると共に、検出結果に対する血液の影響が低減される。なお、本実施形態では、操作ワイヤ１４０を先端側へ押し込むことによってセンサ１４４が血管壁に接近するが、操作ワイヤ１４０を基端側へ引くことによってセンサ１４４が血管壁に接近するようにもできる。

本実施形態の構造によれば、接近機構がカテーテル本体１３２に挿入された操作ワイヤ１４０で構成されることから、接近機構としてバルーンを用いる場合に比して、バルーンを膨らませる装置などが不要となって、接近機構をより簡単に実現することができる。

図１２には、本発明の第７の実施形態としての測定用カテーテル１５０が部分的に示されている。測定用カテーテル１５０は、カテーテル本体１５２にセンサ体６６が挿入された構造を有している。

カテーテル本体１５２は、チューブ状とされて、ルーメン１５４が長さ方向に貫通して設けられている。カテーテル本体１５２は、周壁部の一部が２重構造とされて、ワイヤ挿入領域１５６が形成されている。カテーテル本体１５２のワイヤ挿入領域１５６には、ガイド部材としての操作ワイヤ１５８が挿入されており、操作ワイヤ１５８の先端部分が、ワイヤ挿入領域１５６の壁部に接着剤１５９によって接着されて、カテーテル本体１５２に固着されている。

カテーテル本体１５２のルーメン１５４には、センサ体６６が挿入されている。センサ体６６は、センサ７４と、センサ７４から基端側へ延びて図示しない測定用機器に接続されるセンサ配線７６とを、備えている。

そして、測定用カテーテル１５０は、図示しない血管内において、操作ワイヤ１５８をカテーテル本体１５２に対して先端側へ押し込むあるいは基端側へ引くことにより、カテーテル本体１５２の先端部分を曲げることが可能とされている。すなわち、図１２において、操作ワイヤ１５８を押し込むと、カテーテル本体１５２の先端部分が先端に向けて下傾するように曲がる。図１２において、操作ワイヤ１５８を引くと、カテーテル本体１５２の先端部分が先端に向けて上傾するように曲がる。これにより、カテーテル本体１５２に挿入されたセンサ体６６が曲げられて、センサ７４が血管壁に接近する。その結果、センサ７４の血管内での位置が安定すると共に、センサ７４によるＮＯの検出結果に対する血液の影響が低減されることから、測定の精度や信頼性などの向上が図られる。

本実施形態の構造によれば、接近機構がカテーテル本体１５２に挿入された操作ワイヤ１５８で構成されることから、接近機構をより簡単に実現することができる。

図１３には、本発明の第８の実施形態としての測定用カテーテル１６０を示す。測定用カテーテル１６０は、カテーテル本体１６２を備えている。カテーテル本体１６２は、第１ルーメン１６４と第２ルーメン１６６を有するダブルルーメン構造とされており、第１ルーメン１６４にセンサ体６６が挿入されている。

そして、カテーテル本体１６２が図示しない血管へ経皮的に挿入された状態において、カテーテル本体１６２の第２ルーメン１６６にガイド部材としてのスタイレット１６８が挿入される。スタイレット１６８は、カテーテル本体１６２よりも硬い部材であって、棒状とされている。スタイレット１６８には屈曲部１７０が設けられており、スタイレット１６８は、屈曲部１７０よりも先端側が基端側に対して相対的に傾斜している。

これにより、スタイレット１６８がカテーテル本体１６２の第２ルーメン１６６に挿入されると、スタイレット１６８の屈曲部１７０よりも先端側によってカテーテル本体１６２が押圧されて、カテーテル本体１６２がスタイレット１６８に沿って部分的に曲げられる。これにより、カテーテル本体１６２の先端部分が血管壁２８に接近して、センサ７４が血管壁２８に接近する。その結果、センサ７４の血管内での位置が安定すると共に、センサ７４によるＮＯの検出結果に対する血液の影響が低減されることから、測定の精度や信頼性などの向上が図られる。本実施形態では、センサ７４を血管壁２８に接近させる接近機構が、カテーテル本体１６２に挿入されるスタイレット１６８によって構成されている。

本実施形態の構造によれば、接近機構がカテーテル本体１６２の第２ルーメン１６６にスタイレット１６８を挿入することで構成されることから、接近機構をより簡単に実現することができる。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、ガイド部材としてのガイドワイヤを予め血管内で血管壁に近い位置へ挿入しておいて、センサを備えるカテーテル本体を当該ガイドワイヤに外挿状態で沿わせながら血管へ挿入することにより、センサを血管壁に接近するように導くこともできる。

前記実施形態では、血管壁で産生されるＮＯを測定する測定用カテーテルを例示したが、本発明に係る測定用カテーテルで測定される物質は、ＮＯに限定されない。例えば、酸素や炭酸ガスなどのガス状物質、滲出性タンパク質、オータコイドやホルモンなどの生理活性物質、サイトカイン、酸化ストレスマーカー、血管内皮増殖因子（ＶＥＧＦ）、神経伝達物質、その他、水素、ナトリウム、カリウム、カルシウム、塩素、グルコース、尿素、尿酸、クレアチニンなど、各種物質が測定対象となり得る。また、測定用カテーテルは、血管内以外の生体内腔の物質を測定するために用いることもできる。なお、生体内腔とは、体内に存在する領域であればよく、胸腔、心腔、腹腔などの体腔内部や、消化器、呼吸器などの管腔臓器、耳や鼻などの感覚器官の内部を含む。また、測定用カテーテルによって測定される物質は、必ずしも生体内腔の壁内で産生される物質に限定されない。

前記実施形態において示したセンサの具体的な形状や検出原理などは、あくまでも例示であって、特に限定されるものではない。すなわち、センサの具体的な形状は、センサを支持する部材の形状や大きさ、或いは生体内腔におけるセンサ挿入箇所の大きさなどによって、適宜に変更される。センサの検出原理は、要求される検出精度や、検出対象物質の種類などに応じて適宜に変更される。

さらに、生体内腔の物質を検出するセンサと、基本的な生体の機能（バイタルサイン）を測定するセンサなどの別のセンサとを、組み合わせて採用することも可能である。これによれば、生体内腔における物質の産生量と、基本的な生体機能の状態などとを、相互に関連付けることが可能となる。なお、基本的な生体の機能を測定するセンサとしては、例えば、温度センサ、血圧センサ、血流速センサ、ｐＨセンサなどがある。

本発明に係る測定用カテーテルは、治療用カテーテルとしての側面を持ち得る。例えば、バルーンの表面にセンサを設ける態様の測定用カテーテルは、バルーン拡張式血管形成術において治療用カテーテルとして使用することも可能であり、この場合には、血管治療に使用すると同時に生体内腔の物質を測定できる。

１０，３０，４０，５０，６０，８０，９０，１１０，１２０，１３０，１５０，１６０：測定用カテーテル、１２：血管、１６，３６，７４，１４４：センサ、１７：内腔（生体内腔）、１８：ハウジング、２０：検出部（検知部位）、２２：窓部、２６，３４，７２：バルーン（接近機構、拡張体）、２８：血管壁、２９：壁内面（生体内腔の壁面）、４２：接触圧センサ、９８，１１２：骨格構造体（接近機構、拡張体）、１００，１１４，１２４：線条部、１２２：ステント（接近機構、拡張体）、１３２，１５２，１６２：カテーテル本体、１４０，１５８：操作ワイヤ（接近機構、ガイド部材）、１６８：スタイレット（接近機構、ガイド部材）

Claims (10)

1. 生体内へ挿入されて生体内腔の物質を検出するセンサを備えた測定用カテーテルであって、
   前記センサを前記生体内腔の壁面へ接近させる接近機構が設けられている測定用カテーテル。
2. 前記接近機構が、前記センサを前記生体内腔の前記壁面への接触状態に保持するものである請求項１に記載の測定用カテーテル。
3. 前記センサと前記生体内腔の前記壁面との接触圧を測定する接触圧センサが設けられている請求項１又は２に記載の測定用カテーテル。
4. 前記センサが検知部位を覆うハウジングを有していると共に、該ハウジングには部分的に開口する窓部が設けられている請求項１〜３の何れか１項に記載の測定用カテーテル。
5. 前記センサが、前記生体内腔の前記壁面で産生される壁産生物質を検出対象とするものである請求項１〜４の何れか１項に記載の測定用カテーテル。
6. 前記センサが一酸化窒素を検出するＮＯセンサとされていると共に、前記生体内腔の前記壁面が血管壁の内面とされて、前記接近機構が該血管壁の内面へ該センサを接近させる請求項１〜５の何れか１項に記載の測定用カテーテル。
7. 前記接近機構が、収縮状態から拡張状態に拡径変化することで前記センサを前記生体内腔の前記壁面に接近させる拡張体とされている請求項１〜６の何れか１項に記載の測定用カテーテル。
8. 前記拡張体がバルーンとされている請求項７に記載の測定用カテーテル。
9. 前記拡張体が複数の線条部を備えて展開可能な骨格構造体とされている請求項７に記載の測定用カテーテル。
10. 前記接近機構がカテーテル本体に挿入されて該カテーテル本体を曲げるガイド部材によって構成されている請求項１〜６の何れか１項に記載の測定用カテーテル。

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