JPH04501972A - ドップラー案内式逆行カテーテル挿入方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は高等哺乳動物の血管内へカテーテルを挿入する手順に間し、特に放射線 による案内を用いない動脈への逆行カテーテル挿入方法及び装置に関する。より 詳しくは本発明は、動脈の樹枝状分岐に沿い心臓へ向かってカテーテルを選択的 に案内するのに、カテーテルに装着したドツプラー超音波トランシーバを用いる ことに間する。

動脈へのカテーテル挿入は医療上ざまざまな理由で実施されており、診断及び診 療の両方で使われている０例えば、放射線血管造影の場合、循環器系内における 所望の地点へ放射線を透過しない染料を運ぶのにカテーテルが使われる。挿入後 、蛍光透視法やＸ線撮影法によって視認しながら、染料が注入されて受動的に分 散され、血液の流れと分布の指示を与える。あるいは、血管の狭ｔｑＭ＠を広げ るのに使われる膨張性バルーン等、血管内の欠陥を処置するＷｄｌをカテーテル で運んでもよい。

このようなカテーテルへ、血管内での測定を行えるように診断装置を取り付ける ことができる。超音波トランシーバを血管用カテーテルへ、その先端かその近く に取り付けることが示唆されている。　Ｌｉ５ｔｏｎらに発行された米国特許第 ３．４４３，４３３号、Ｍｉ　ｌ　ｔａｒに発行された米国特許第４．１７５， ５６６号、第４，８８５，９２５号及び第４．７７１．７８８号、ＭｃＬｅｏｄ らに発行された米国特許第４，２３７．７２９号、Ｊｏｈｎｓｔｏｎに発行され た米国特許第４．６３７．４０１号及び第４，６７４．３３６号は、動脈または 静脈用カテーテルと組み合わせて超音波トランシーバを用いることを示している 。しかし、これらの参考文献ではすべて、血液の流速だけを測定するのにＭ！音 波素子が導入されている。

また上記の各文献は、カテーテルを位置決めする従来の方法のみを教示している 。左心内またはその近くへのカテーテルの挿入はこれまで、循環器系内を進むカ テーテルの逆行を蛍光透視法でモニターしながら行われてきた。前出の参考文献 であるｊｏｈｎｓｔｏｎに発行された米国特許第４．６３７，４０１号は、カテ ーテルを静脈内へ挿入し、それを対象位置まで下流側へと引き寄せることを提案 している。しかしながらこの方式は、左心室や房及びそれよりすぐ下流の血管へ 達するのに適さない。

左心へのカテーテル挿入は、カテーテルの上ｆｆ１ｌｌへのつまり逆行の挿入を 必要とし、一般に蛍光透視機器を併用しているが、蛍光透視機器は不可避的に規 模が大きく高価であるため、カテーテルの挿入を実施できる利用可能な箇所が制 限される。蛍光透視案内式カテーテル挿入の別の欠点として、カテーテルの放射 線不透過性が不十分のときは、米国特許第４，５７７．６３７号に示唆されてい るように、放射線を透過しないインジケータまたはプラグをカテーテルの先端に 装着する必要がある。

さらに別の欠点は、長い期間患者が放射線の望ましくない照射にさらされること であり、これは蛍光透視中必然的に生じ、妊娠中の患者の場合なと、健康上の危 険をもたらすことがある。

発明の要旨 従って本発明の目的は、蛍光透視案内式の左心へのカテーテル挿入に伴う上記及 びその他の困難を解消することにある。この目的は、ドツプラー超音波トランシ ーバを先端に有するカテーテルを進ませながら、トランシーバから発生される連 続信号を医者または技術者がモニターを行う本発明の方法によって達成される。

血液の流れ方向を示す信号特性を観察することで、オペレータは動脈の各分岐点 で逆行方向へとカテーテルを操縦し、最終的に心臓へ達することができる。

本発明のカテーテル挿入方法は、カテーテルの先端を左心内またはその近くへ正 しく位置決めするのに、蛍光透視法やＸ線撮影法いずれも必要としないという利 点を有する。厄介な蛍光透視装置を用いる代わりに、医者または心臓へのカテー テル挿入技術者は、オシロスコープ型のモニタースクリーンを有する容易に持ち 運び可能な制御装置を用いて挿入手順を進められる。

本発明の方法の別の利点は、蛍光透視による可視性を高めるため、カテーテルを 改造したり、放射性を透過しない要素を装着する必要がないことである。さらに 、挿入の手順中患者は放射線にさらされず、蛍光透視案内式のカテーテル挿入が 競止されている患者に対してもカテーテル挿入を実施可能とする。

本発明の直配及びその他の利点は、発明の方法に閏する以下の詳細な説明からよ り明瞭に理解されるであろう。

図面の簡単な説明 以下、本発明を添付の図面を参りして説明する。図面中：第１図は本発明の方法 で用いるのに適した複数管腔カテーテルの斜視図である； 第２図は第１図の２−２＆Ｉに沿った、第１図のカテーテルの横断面図Ｃある； 第３図は第２図の３−３線に沿った、第１図のカテーテルの縦断面図である； 第４図は別の構成のカテーテルの端面図である；第５　ａ　−ｃ　［ｆｆｌは本 発明の方法で用いられるモニター上の代表的な表示で、カテーテル先端の各種位 置決めをそれぞれ表した記録＆Ｉ図（トレーシング）を示す； 第６図は本発明の方法で用いられるモニター上の代表的な複数間数の表示である ；及び 第７図は本発明の方法で用いられるモニター上の代表的な表示で、犬の大腿部の 動脈を通って進む隙における、カテーテル先端の各種位置決めを表した記録線図 を示す。

発明の詳細な説明 以下本発明を、左心へのカテーテル挿入に関連して主に説明する；しかしながら 、ドツプラー案内式のカテーテル挿入を用いて、それ以外の手順も同様に可能な ことは明かであろう。

本発明の方法で用いるのに適した操縦可能なカテーテル１０が、第１〜３図に示 しである。カテーテルｌＯは周知型の複数管腔カテーテルで、第１の管腔」２は その先部つまり先端が、ドツプラー型の超音波送受信クリスタル（トラシーバ） １８でキャップされている。電気リート２０が第１管腔１２の長さにわたって、 トランシーバ１８から外部の電源及び制御装置へと延びている。所望なら、トラ ンシーバ１８からの！スリードを２つ別々の管腔を通して延ば【ｌ、電気的な短 絡の可能性を取り除いてもよい。

第２０管腔１４は中空で、その基端に、カテーテル先端における血圧を測定する 血圧計あるいはコントラスト用媒体や治療用コンパウンドを注入する注射器なと 、各種の器具を取り付は可能とするコネクタを備えている。第２の管腔１４はそ の先端近くに、エコーコントラスト注入用の２つまたはそれより多い側孔を含ん でいてもよい。第３の管腔１６は１、■秋先端またはその他適切な型とし得る案 内ワイヤ１９を受け入れ、オペレータはこれによフて挿入中カテーテルを操縦す ることができる。

向上記以外のカテーテル構成で、本発明の方法で用いるのに通したものもある。

前記のカテーテル１０は、約７〜８フレンチ（Ｆ）つまり約２−　５ｒｎｒｎの 直径を有する６　２管腔式のカテーテルを用いればもつと剥い直径５〜７Ｆのカ テーテルが得られ、この種のカテーテルでは案内ワイヤが圧力測定に使われるの と同し管腔内に芯人される。そして、容易に入手可能なＹコネクタがカテーテル の基端ボートに取り付けられ、案内ワイヤの操作及び圧力の読取両方を可能とす る。１つの管腔だけを有する、ざらに−＃細いカテーテルも使える。このような １つのカテーテル２２が第４図に示してあり、圧力測定と案内ワイヤの両方に使 われる１つの管腔２６を取り囲むリング状ドツプラートランシーバ２４を有する 。カテーテル２２の場合、トランシーバ２４に取り付けられる！スリードは、カ テーテルの壁内に埋め込むことができる。

電気リード２０によってトランシーバ１日に接続されるドツプラー超音波制御装 置が、約２０メガ・＼ルツの超音波信号を発生するトランシーバ用の電源として 機能する。また該制御装置は、トランシーバによって発生される信号を処理し、 それらの信号をオシロスコープ型モニター−Ｌにに２録線図として′表示する。

カテーテルはセンナメートル単位で目盛り付けされ、動脈内の挿入装置からの距 Ｍを識別する。案内ワイヤもセンナメートル単位で目盛り付けされ、ワイヤの端 部がカテーテルの先端から延びた距離を識別する。

本発明の方法によって行われる心臓へのカテーテル挿入の場合、カテーテル１０ は適切な挿入シースな用いて、上腕好ましくは大腿の動脈内に挿入される。カテ ーテルは逆行する方向、すなわち血液の；宝れに抗して向けられる。カテーテル 先端のこの向きは、モニターの表示がゼロの血液流と一致した第５ａ図の記録＝ ７図３０から、第５ｂ図の記録線図３２ヘシフトすることによって指示される。

表示上に現れた上向きのビーク３６が、心収縮時（すなわち左心室の収縮時）に ドツプラートランシーバへ向かう血液の流れを表す。これは、血液がトランシー バと同じ順方向に流れ、記録線図３４中の下向きの心収縮ビーク３８を生しる第 ５Ｃ図のモニター表示と対称を成している。

次に、記録線図の変化についてモニターの表示を観察しながら、カテーテルｌＯ が動脈の樹枝状分岐を通り心臓に向かって進められる。オペレータがカテーテル を誤って正しくない動脈分岐内へ案内すると、モニター上の記録＆！図は心収縮 時、上向きのふれの代わりに下向きのふれを示し、カテーテルの進行方向がもは や逆行していないことを指示する。

この場合には、カテーテルをわずかに引き出してから、可能な案内ワイヤの調整 によって回転さ＋にる。こうして、カテーテルが正しい血管内へと差し向けられ る。あるいは、案内ワイヤを使わないて、カテーテルを前進させることもできる 。またカテーテル（よ、患者にニ；シて手の力とわずかな周期的な回転によって 前進可能なように、充分な剛性と適切な形状を持つようにすることもてきろ。

大動脈弓または大動脈弁より上（Ωの位置己こ達するまで、カテーテルは前進さ れる。カテーテルの案内と位置決めは、中空の管腔ｊ４に接続された血圧トラン スデユーサを用い、カテーテル先端における血圧をモニターすることによって容 易）ヒさねる、好ましくは、このＩ・ランスデューザの出力が、患者の心ｊ１図 （ＥＫＧ）とドツプラートランシーバの信号と共に、第６図に示した単一のモニ ター上へ同時に表示される６　第６図において、記録線図４０、・↓２及び４４ がＥＫＧ、圧力及びトゾブラー垣音彼信号とそれぞれ対応する。

本発明によれば、カテーテル先端の最終的な位置決めを、数多くある蛍光透視に よらないいずれかの技術方式によって行える。案内ワイヤの操作は大動脈弁を横 切って、左心室へカテーテルが入るようにするのを助けることができる。オペレ ータは圧力の読取値に依拠して、カテーテルが左心室へ到達したのを確かめられ る。あるいは、別の超音波受信器を用いて、ドツプラートランシーバ１８から発 生した信号を受信し、カテーテル先端を正確に位置させることもできる。別の可 能性として、外部または食道内の超音波トランシーバを用い、金属性カテーテル 先端の心臓内における位置を観察してもよい。

カテーテルが正しく挿入されたところで、カテーテルの中空管腔１４を使って各 種の手順（例えば、左心室圧の測定や、心筋超音波ｉｌＩ流解析及び弁膜逆流解 析用のエコー発生コントラスト剤の注入なと）を行える。

異なる種類のカテーテルが必要となるような別のケースでは、案内ワイヤを所定 の位置に残したまま、ドツプラー案内式カテーテルを引き抜いてもよい。次いて 、案内ワイヤを介して所望のカテーテルを挿入し、必要ならその後案内ワイヤを 引き抜く。このように本発明の方法は、任意の種類のカテーテルを心臓内または その近くへ挿入するのにも使える。

本発明の利点はさらに、狭窄症の大動脈弁を有する患者の場合に明瞭となる。こ のような弁は部分的に閉基した状態にあるため、心臓へのカテーテル挿入がしば しば困難となる。しかし、ドツプラー案内式のカテーテルを使えば、オペレータ はひとく狭窄した弁の場合でも、ピーク流の正確な位置とタイミングを容易に識 別できる。同しく本発明の方法は、アテローム動脈硬化症などによる動脈狭窄の 場合でも、患部血管を通る血液速度の増大が超音波記録線図の上向きのふれを大 きくするため、良好に作用する。

大動脈内でのドツプラー波形は、ストローク（１鼓動）容量ひいては心臓出力を 計算するのにも使える（但し、標準的な心臓エコー検査技術によって得られる、 大動脈の板径に間する知見を要する）。

本発明の方法の前記説明は心臓へのカテーテル挿入に間するものであるが、ドツ プラー案内式の逆行カテーテル挿入は、カテーテルの挿入地点から心臓までの間 の血管や器官の研究にも同じように効果的に使えることに留意すべきである０例 えば、腸骨近くや腎臓部の動脈の超音波血管造影も、腹部大動脈と対象の動脈と の接合部を越えてカテーテル先端を前進させることによって実施できる。カテー テルを可視化したり、カテーテルに装着されたドツプラークリスタルからの信号 を受け取るための外部の超音波トランシーバを用いれば、カテーテルを正確に位 置させ、エコー発生コントラスト剤を注入するのに使える。同じく、大動脈弓内 の適切な注入地点を選ぶことによって、頚動脈内の血液の流れを調べることもで きる。本発明の別の可能な用途は静脈内への順方向カテーテル挿入で、この場合 、ドツプラー案内式カテーテルは適切な静脈内に挿入され、大静脈及び右心へ向 かって下流側に前進される。

例１ 本発明の方法を、ドツプラー案内方式で犬の左心ヘカテーテル挿入を行うのに用 いた。

ドツプラーフローカテーテルを９Ｆの案内カテーテル内に挿入し、この案内カテ ーテルを犬の大腿部動脈を通して挿入した。モニター表示は、グラフ（第７図参 照）の左側における記録線図がベースラインより下方への下向きのピークからな り、血液の流れがトランスデユーサに向かって進んでいることを指示しており、 これは案内カテーテルが正しい方向に進行していることを意味する。第７図のグ ラフの右側は、ベースラインより上方への上向きのピークからなり、これは案内 カテーテルが誤って正しくない血管内へと進行していることを意味する。

尚第７図においては、下向きのピークを有する記録線図が、血液の流れがトラン スデユーサに向かって進んでいることを指示しており、逆の相間間係を示した第 ５及び６図の場合と反対である。第５．６図と第７図との間のこの差は、それぞ れのテストで用いた機器の極性を変えたことに原因している。

上記の例で示したように、モニター表示上に異常な記録線図が現れたら、カテー テルを動脈かられずかに引き抜き、回転させてから、トランスデユーサへ向かう 確実な流れが存在する方向へと前進させた。

テスト動物へのカテーテル挿入後、蛍光透視法を用いて、カテーテル先端が首尾 よく位置決めされていることを確かめた。

本発明の方法の上記した例と説明は、本方法の使用法を分かりやすく例示するこ とを目的とし、発明の範囲を制限するものではない、当業者であれば、前述した 素材や技術方式の各種変形も、以下の請求の範囲に記載の範囲に含まれることが 理解されるであろう。

国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．蛍光透視法を用いずに高等哺乳動物の血管内ヘカテーテルを挿入する方法に おいて： 超音波トランシーバを備えたカテーテルを、周辺の血管内へ挿入すること； 前記超音波トランシーバによって発生された信号から、前記カテーテルに対する 血液の流れ方向を示す連続的な指示を発生すること；血液の流れ方向の前記指示 そ表示すること；及び血液の流れ方向の前記指示に基づき、前記カテーテルを心 臓の方に向かって前進させることを含み、 前記カテーテルが哺乳動物の循環器系内の所望位置へ選択的に位置決めされる方 法。
2. ２．前記周辺の血管が動脈である請求の範囲第１項の方法。
3. ３．前記動脈が上腕及び大腿部動脈からなる群の中から選はれる請求の範囲第２ 項の方法。
4. ４．前記超音波トランシーバがカテーテルの先端に配置されている請求の範囲第 １項の方法。
5. ５．前記カテーテルが操縦可能である請求の範囲第２項の方法。
6. ６．前記カテーテルが案内ワイヤを用いて操縦される請求の範囲第５項の方法。
7. ７．前記カテーテルがカテーテルの回転によって接操縦れる請求の範囲第５項の 方法。
8. ８．前記カテーテルが動脈内の血圧の指示を得る手段を備えている請求の範囲第 ２項の方法。
9. ９．血圧の指示を得る前記手段が、カテーテルを通って延びる管腔の基端に接続 された圧力トランスデューサからなる請求の範囲第７項の方法。
10. １０．前記カテーテルが血圧と血液の流れ方向の両指示に基づいて前進される請 求の範囲第７項の方法。
11. １１．前記カテーテルが位置決めされる所望箇所が大動脈弁である請求の範囲第 ２項の方法。
12. １２．前記カテーテルが位置決めされる所望箇所が大動脈弁より上位である請求 の範囲第２項の方法。
13. １３．前記カテーテルが位置決めされる所望箇所が左心室である請求の範囲第２ 項の方法。
14. １４．蛍光透視法を用いずに人間の患者ヘカテーテルを挿入する方法において： 上腕及び大腿部動脈からなる群の中から選ばれた周辺動脈内ヘカチーデルを挿入 すること、そして該カテーテルがその先端にドップラー超音波トランシーバを有 すると共に、案内ワイヤを受け入れ可能な少なくとも１つの管腔を有し、少なく とも１つの管腔が圧力トランスデューサに接続可能であること； 前記超音波トランシーバによって発生された信号から、前記カテーテルの先端に 対する血液の流れ方向を示す連続的な指示を発生すること；前記圧力トランスデ ューサをカテーテルの管腔へ選択的に接続し、前記圧力トランスデューサによっ て発生された信号から、前記カテーテルの先端における血圧の指示を発生するこ と；血圧と血液の流れ方向の前記指示を目視表示すること；及び前記カテーテル を回転させると共に、案内ワイヤを選択的に用いてカテーテルを操縦しながら、 血圧及び血液の流れ方向の前記指示に基づきカテーテルを心臓の方に向かって前 進させることを含み、前記カテーテルの先端が患者の循環器系内の所望位置へ選 択的に位置決めされる方法。
15. １５．蛍光透視法を用いずに高等哺乳動物の血管内ヘカテーテルを挿入する装置 において； 周辺の血管内へ挿入可能なカテーテル；前記カテーテルに固着された超音波トラ ンシーバで、カテーテルに対する血液の流れ方向を示す電気信号を発生可能な超 音波トランシーバ；連続的な指示を発生することを備えたカテーテルを、周辺の 血管内へ挿入すること； 前記超音波トランシーバへ電力を供給可能であると共に、超音波トランシーバに よって発生された信号から、血液の流れ方向を示す連続的な指示を発生可能な制 御装置； 前記超音波トランシーバに接続され、前記カテーテルを通ってその先端から基端 へと延び、前記制御装置に接続されたワイヤ；及び装置のオペレータが目視可能 な表示モニターで、前記制御装置へ電気的に接続され、血液の流れ方向を目視表 示可能な表示モニターを備え、オペレータが血液の流れ方向の前記指示に基づき 、前記カテーテルを哺乳動物の循環器系内へと前進させ、該循環器系内の所望位 置へ選択的に位置決め可能である装置。
16. １６．前記カテーテルの管腔と連通し、カテーテル先端における血圧を示す電気 信号を発生可能な圧力トランスデューサをさらに備え、該圧力トランスデューサ が前記制御装置へ電気的に接続され、該制御装置が圧力トランスデューサによっ て発生された信号から血圧の指示をさらに発生可能であり、また前記表示モニタ ーが血圧の指示を目視表示可能であり、 オペレータが血圧と血液の流れ方向の前記両指示に基づき、前記カテーテルを前 進及び位置決め可能である請求の範囲第１５項の装置。
17. １７．前記カテーテルの管腔内に挿入され、カテーテルと独立に操作可能な案内 ワイヤをさらに備え、 オペレータが前記カテーテルを操縦しながら前進及び位置決め可能である請求の 範囲第１５項の装置。
18. １８．前記超音波トランシーバが前記カテーテルの先端に固着されている請求の 範囲第１５項の装置。