JPH08500253A - 流れ特性を測定するための血管カテーテルおよび方法 - Google Patents
流れ特性を測定するための血管カテーテルおよび方法Info
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- JPH08500253A JPH08500253A JP5515964A JP51596493A JPH08500253A JP H08500253 A JPH08500253 A JP H08500253A JP 5515964 A JP5515964 A JP 5515964A JP 51596493 A JP51596493 A JP 51596493A JP H08500253 A JPH08500253 A JP H08500253A
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Abstract
(57)【要約】
プラスチック等の適当な材料でできた可撓性の細長い管状部材(12)。これは、近位端部および遠位端部(13および14)を有する。該部材(12)は、在来型のガイドワイヤ(21)を収容することができるに寸法決めされている。側部アーム(41)は、放射線不透過性液を導入するために使用することができる。所定の湾曲部(46)が、部材(12)の遠位端部(14)に形成されている。複数の超音波変換器(T1、T2、T3、T4)が、湾曲部(46)近傍でカテーテルの遠位端部により支持されている。
Description
【発明の詳細な説明】流れ特性を測定するための血管カテーテルおよび方法
本発明は、流れ特性を測定するための血管カテーテルおよび方法に関し、特に
、血管造影カテーテル或いは案内カテーテルに組み込まれるカテーテルに関する
。
容積測定血液等の流れ特性を連続的に測定するためのカテーテルは、これまで
に、例えば、米国特許第4947852号および5078148号に開示されて
いる。米国特許第4947852号に開示されたカテーテルは、特に、心臓の右
側の肺動脈で使用するように構成されている。これは、膨らますとカテーテルを
配置した肺動脈を塞ぐように構成されたラテックスバルーンを備えている。心臓
へカテーテルを挿入している間、冠状動脈造影等の検査室での処置は、心臓の左
側即ち高圧側で行われる。従って、心拍出量特性の評価が必要となることがある
。これらの測定を行うためには、心臓の右側に米国特許第4947852号に開
示されているようなカテーテルを挿入する必要がある。これには、もう1つ別の
カテーテルを要し、かかる測定の実施にはもう1人の外科医の手間も必要となる
。従って、これらの問題を解決し得る、流れ特性を測定するための新規且つ改良
された血管カテーテルが必要とされている。
一般的に、本発明の目的は、流れ特性を測定するための血管カテーテルと、冠
状動脈カテーテル挿入術中に総心拍出量を求める方法とを提供することにある。
本発明のもう1つの目的は、人間の心臓の上行大動脈から出る実質総送出血液
流量を測定する血管カテーテルと、該カテーテルの方法とを提供することにある
。
本発明のもう1つの目的は、心臓の収縮中に送出量を測定するカテーテルと、
該カテーテルの方法とを提供することにある。
本発明のもう1つの目的は、流量測定と同時に別個の流速測定を行うことがで
きるカテーテルと、該カテーテルの方法とを提供することにある。
本発明のその他の目的および特徴は、添付図面と関連して好ましい実施例を詳
細に述べた以下の説明から明らかとなろう。
図1は、本発明による流れ特性を測定するための血管カテーテルの平面図であ
る。
図2は、図1の線2−2に沿った断面図である。
図3A、図3B、図3C、図3Dおよび図3Eは、流れ特性の測定を行うため
に本発明の血管カテーテルで利用される代表的な湾曲部を示す。
図4は、本発明の図1の血管カテーテルと、容積測定を行うために該カテーテ
ルを本方法により心臓内に位置決めする仕方とを示す概略図である。
図5は、特に血管造影診断法に適用可能な、本発明によって作られた血管カテ
ーテルの平面図である。
図6は、図5の線6−6に沿った断面図である。
図7は、容積測定を行うために本方法によって心臓内に血管カテーテルが位置
決めされた、図5の線6−6に沿った断面図である。
本発明は、一般に、冠状動脈へのカテーテル挿入術に総心拍出量を求めるため
に冠状動脈口および大動脈弓近傍で血液の流速と血管の直径を測定する超音波変
換器をその本体に取り付けた、冠状動脈造影又は案内カテーテルに関する。冠状
動脈造影又は案内カテーテルは、壁と該壁に平行な長さ方向軸線とを有する血管
内の液体の流れ特性を測定する目的で使用される。冠状動脈造影又は案内カテー
テルは、血管内に挿入されるように構成され、その内部を貫通するルーメンを有
する可撓性の細長い部材から成る。この可撓性の細長い部材は、近位端部と遠位
端部とを有する。可撓性の細長い部材の遠位端部に近接して、予め形成された湾
曲部を有する。湾曲部近接して可撓性の細長い部材には、複数の超音波変換器が
取り付けられて。可撓性の細長い部材内のルーメンは、貫通して延びるガイドワ
イヤ等の介入装置を受け入れることができるように、また、該ワイヤ上にバルー
ン装置を受け入れることができるように寸法決めされている。バルーンカテーテ
ルは、通常、ルーメンを通して延ばされ、カテーテルの遠位端部を越えて延出す
る。
さらに詳しくは、図1および図2に示した冠状動脈案内カテーテルは、プラス
チック等の適当な材料でできた可撓性の細長い管状部材12から成る。可撓性の
細長い管状部材12は、近位端部13と遠位端部14とを備える。図2の断面図
に示したように、可撓性の細長い管状部材12は、中央に配置された卵形のルー
メン18の両側に、三日月形の第一のルーメン16および第二のルーメン17を
備えている。ルーメン18は、例えば0.060インチ(1.524ミリメート
ル)×0.080インチ(2.032ミリメートル)等の適当な寸法としてよい
。該ルーメンは、例えば直径0.018インチ(0.457ミリメートル)の在
来型の案内ワイヤ21を収容し得るように寸法決めされ、且つ在来型のワイヤ上
バルーンカテーテル22を収容することができる。カテーテル22は、ルーメン
18を貫通し得る長さを有し、図1に示したように案内カテーテル11の可撓性
の細長い管状部材12の遠位端部から延出しており、案内ワイヤ21は、バルー
ンカテーテル22を貫通してその前方に延出している。バルーンカテーテル22
は、バルーン膨張ルーメン24を介して膨らませることができる膨張可能なバル
ーン23を備えている。
バルーンカテーテルは、例えば0.040インチ(1.016ミリメートル)
乃至0.055インチ(1.397ミリメートル)程度の、適当な直径を有する
。三日月型のルーメン16および17は、例えば約0.010インチ(0.25
4ミリメートル)の適当な最大寸法を有し、後述する超音波変換器用の導線19
を収容するように構成されている。案内カテーテルは、例えば外径7フレンチ乃
至11フレンチ即ち0.091インチ(2.311ミリメートル)乃至0.14
3インチ(3.632ミリメートル)の適当な寸法とすることができる。
なお、ルーメン18は、バルーンカテーテル22の外側に十分な空間を有して
、カテーテルとルーメン18の壁との間の空間内に放射線不透過性色素を導入し
得るようにしている、ことに留意されたい。バルーンカテーテル22の近位端部
は、中央本体27と側部アーム28とを有するY字形アダプタ26を備えている
。側部アーム28は、バルーン膨張ルーメン24と連通し、バルーン23を膨ら
ませたり萎ませたりするために使用することができる。Y字形アダプタ31は、
可撓性の細長い管状部材12の近位端部13に取り付けられており、本体32と
側部アーム33とを備えている。電気ケーブル34は、側部アーム33から延び
、電気コネクタ36に接続されている。
もう一つの在来のY字形コネクタ38は、Y字形コネクタ31の本体32内に
取り付けられており、本体39と側部アーム41とを有する。Y字形コネクタ3
8は、在来型であり、止血弁として役立つ。側部アーム41は、ルーメン18を
通って放射線不透過性液を導入する際に使用することができる。可撓性の細長
い管状部材12の遠位端部14には、所定の湾曲部即ち第一の湾曲部46が設け
られている。ドップラセンサT1、T2、T3、T4とも呼ばれる複数の超音波
変換器は、湾曲部46近傍でカテーテルの遠位端部により支持されている。米国
特許第4947852号および第5078148号に説明されているように、セ
ンサ即ち変換器T1乃至T4は、大動脈内の流速と直径の情報を得るために取り
付けられている。例えば、図1に示したように、3個のセンサT1、T2、T4
は可撓性の細長い部材の前側に取り付けられ、他の変換器T3は可撓性の細長い
部材12の後側に取り付けられている。後側のセンサT3は、可撓性の細長い管
状部材からそれが配置された血管の壁までの距離測定を行うために使用される。
別の変換器、例えばT1は、流速と、可撓性の細長い管状部材12から可撓性の
細長い管状部材12が配置された血管の壁までの他の方向における距離の測定と
を行うために使用される。変換器T2、T4は、米国特許第4947852号お
よび第5078148号で説明されているように、第一および第二の流速測定を
行うために利用される。
なお、本発明に関し、可撓性の細長い管状部材12の遠位端部に、種々の所定
の湾曲部46を設けることができることを理解されたい。図3A、図3B、図3
C、図3D、図3Eは、それぞれ別の湾曲部を示す。在来型の所定の湾曲部46
は、可撓性の細長い管状部材12の遠位端部に配置することができる。例えば図
3Aには、左側アンプラツ(Amplatz)カテーテルが示されている。図3Bには
右側アンプラツ(Amplatz)カテーテルが、図3Cには、右側冠状動脈ジャドキ
ンズ(Judkins)カテーテルが示されている。図3Dは、左側冠状動脈ジャドキ
ンズ(Judkins)カテーテルを示す。図3A、3B、3C、3Dにおいて、3個
のドップラセンサT1、T2、T4は、カテーテルの前側の湾曲部近傍に設置さ
れ、他のドプラーセンサT3は、後側に設置されている。図3Eは、各変換器が
湾曲部46の反対側に取り付けられている点を除いて図3Dに示したものと実質
的に形状が同一の、左側冠状動脈ジャドキンズ(Judkins)湾曲部を示す。
図3A乃至図3Eに示された湾曲部は、血管形成案内カテーテルおよび血管造
影カテーテル用の代表的な湾曲部である。図3A、図3B、図3D、図3Eに示
すように、各カテーテルには、もう一つの即ち第二の所定の湾曲部47が設けら
れている。47a、47b、47d、47eとして識別されたこれらの湾曲部は
、近位端部から二番目の湾曲部として識別され、湾曲部46a、46b、46c
、46d、46eは、可撓性の細長い部材12a、12b、12c、12d、1
2eの近位端部から数えて最初の湾曲部であると考えることができる。湾曲部は
、例えば右側又は左側の冠状動脈枝等、挿入すべき組織部位に応じて選定される
。図3A、図3B、図3C、図3Dにおいて、変換器T1、T2、T3、T4は
、図3Eに示した第一の湾曲部46の遠位ではなく第一の湾曲部46の近位で、
可撓性の細長い管状部材12の直線部に配置されている。湾曲部は、可撓性の細
長い管状部材12の近位から遠位端部に向けて数えられている。
冠状動脈へのカテーテル挿入時に総心拍出量を求めるために冠状動脈口および
大動脈弓近傍で血液の流速と血管直径を測定する場合、案内カテーテル11と、
ガイドワイヤ21を備えたバルーンカテーテル22とを利用することが望ましい
と仮定する。案内カテーテル11は、導入器を用いて患者の大腿部の動脈に挿入
される。次に必要に応じて、在来のガイドワイヤ(図示せず)21を、案内カテ
ーテルを通して挿入するのがよい。在来のガイドワイヤおよび案内カテーテル1
1は、大腿部動脈を通って患者の下降大動脈51に入り、さらに大動脈弓52か
ら左鎖骨下動脈53、左総頸動脈54、および腕頭動脈56を経て、上行大動脈
57へと進入する。次に、在来のガイドワイヤを除去する。案内カテーテル11
の遠位端部14は、両側の冠状動脈枝に接近し得るように、大動脈弁59の遠位
開口部に位置決めされる。
かくして、図4に示すように、左冠状動脈61には、案内カテーテル11の湾
曲部47を有する遠位端部14が接近する。案内カテーテル11は、開口部58
に近接して左冠状動脈61内にカテーテルを配置することにより、上行大動脈5
7の長さ方向軸線の中央面内に配置される。このように案内カテーテルを位置決
めした場合、大動脈内の血液の流速は、案内カテーテルを、前記米国特許第49
47852号および5078148号に説明されているように血管の直径と流速
を測定するために使用される変換器T1、T2、T3、T4に導線が接続されて
いる米国特許第4947852号および5078148号に開示された型の計装
に接続することにより測定することができる。
案内カテーテル11を所望の位置に配置した後、案内カテーテル11を通って
導入されてX線透視法により観察される血管造影色素を用いて、初期概観を行う
ことができる。次に、ガイドワイヤ21およびバルーンカテーテル22の遠位端
部が案内カテーテル11の遠位端部から出て左冠状動脈61に入るまでガイドワ
イヤ21の遠位端部をバルーンカテーテル22に先行させるようにして、ガイド
ワイヤ21を、バルーンカテーテル22を伴った案内カテーテルに挿通する。次
に、バルーンカテーテル22を在来の血管形成術を行うように使用して、左冠状
動脈61内に見出された狭窄部を開くことができる。なお、バルーンカテーテル
22に代えて、他の医療装置、例えばアテローム切除装置を、バルーンカテーテ
ル22の代わりにガイドワイヤ21上に設けてもよい。
左冠状動脈61内の流速測定を行うために、遠位端部に取り付けられ、ガイド
ワイヤを貫通する導体により在来の計装に接続されているドプラー水晶体を有す
る米国特許第4958642号および第4961433号に開示された型のガイ
ドワイヤ21を用いることができる。これにより、案内カテーテル上の変換器T
1、T2、T3、T4を用いて容積血液流量測定を行うと同時に、左冠状動脈6
1内で流速測定を行うことができる。
所望の処置を行った後、バルーンカテーテル22上のバルーン23を萎ませ、
ガイドワイヤ21およびバルーンカテーテル22を、案内カテーテルを通して除
去する。その後、案内カテーテル11を患者の心臓および大腿部動脈から除去し
、処置を完了する。
図5および図6は、ドプラー性能を有する冠状動脈造影カテーテルを示すが、
図示されているように、該カテーテルは、近位端部68および遠位端部69を備
えてプラスチック等の適当な材料から形成された、可撓性の細長い管状部材67
から成る。可撓性の細長い部材67は、0.065インチ(1.651ミリメー
トル)乃至0.091インチ(2.311ミリメートル)の範囲の外径を有する
。この可撓性の細長い部材は、三日月形の第一のルーメン71および第二のルー
メン72と、中央の卵形のルーメン73とを有する。ルーメン71および72は
、可撓性の細長い部材67の径方向の任意の方向に、例えば約0.010インチ
(0.254ミリメートル)の適当な寸法を有するのがよい。卵形のルーメン
73は、例えば0.038インチ(0.965ミリメートル)×0.060イン
チ(1.524ミリメートル)の適当な寸法を有するのがよい。可撓性の細長い
部材67の近位端部68上には、中央本体77と側部アーム78とを有するY字
形アダプタ76を取り付けている。ケーブル79は、側部アーム78から延び、
該ケーブルには、米国特許第4947852号に説明された型のシステムおよび
装置に接続される電気コネクタ81が設けられている。
ケーブル79は、超音波即ちドプラー変換器T1、T2、T3、T4に接続さ
れる電気導体(図示せず)を備えている。変換器T1乃至T4は、近位から遠位
端部に向けて数えて可撓性の細長い部材67の遠位端部69に設けられた第一の
湾曲部82と第二の湾曲部83のうち第一の湾曲部の近傍で、可撓性の細長い部
材67に取り付けられている。ルーメン71、72内の導体は、変換器T1、T
2、T3、T4と接触している。カテーテル66の遠位端部69には、上述の案
内カテーテル11に関連して開示されているような種々の湾曲部を設けてもよい
。
一般的に介入処置と併用される上述した案内カテーテル11の使用とは対照的
に、人間の患者の心臓の診断処置に関して、冠状動脈造影カテーテル66を使用
することが望ましいと仮定する。上述したことから分かるように、血管造影カテ
ーテル66は、一般には案内カテーテル11より寸法が小さく、例えば5フレン
チ(1.6677ミリメートル)乃至7フレンチ(2.333ミリメール)の範
囲である。図7は、冠状動脈造影カテーテル66の代表的な使用法を示す。ここ
では、カテーテル66は、導入器を用いて患者の大腿部動脈に挿入され、さらに
、下降大動脈51から大動脈弓を経て動脈53、54、56を通過し、大動脈弁
59に近接した開口部58近傍の上行大動脈57に至る。次に、放射線不透過性
色素を、Y字形アダプタ76の中央本体77からカテーテル66の開放端部を通
して導入し、在来の放射線透視技術と関連して右冠状動脈86を通る血液の流れ
の視覚化を達成している。同時に、米国特許第4947852号および5078
148号に説明されているような変換器T1、T2、T3、T4を用いて直径お
よび流速測定を行うことにより、大動脈57内の血液流量を求めることができる
。さらに、必要に応じて同時に、特許第4958642号および
4961433号に開示されたドプラーチップ型ガイドワイヤを、血管造影カテ
ーテル66に通し、カテーテル66の遠位端部69からワイヤの遠位端部を突出
させて右冠状動脈内で直接および流速測定を行い得るようにしている。ドプラー
チップ型ガイドワイヤは、血管造影カテーテル66により上行大動脈57内で流
れ特性測定を行うのと同時に、かかる流速測定を行い得るように、在来の計装に
接続可能である。所望の診断処置の完了後、ドプラーチップ型ガイドワイヤを冠
状動脈造影カテーテル66から除去し、処置を完了する。
上述したことから、変換器T1、T2、T3、T4の使用により行われる流れ
特性測定が、変換器T1、T2、T3、T4が動脈53、54、56の上流の大
動脈弓52の頂部に位置することにより大動脈内の実質総血液流量を測定する位
置で行われるように案内カテーテル11および冠状動脈造影カテーテル66が大
動脈57内に位置決めされることが分かる。
また、変換器T1、T2、T3、T4は、大動脈の血液流量の測定に最適の場
所の一つである大動脈弁59のすぐ下流の乱流領域から離間するように、カテー
テル11および66上に位置決めされていることも理解されたい。変換器T1、
T2、T3、T4は、良く画定された流れの領域に位置決めされるように、大動
脈弁59から僅か上方に離間した、大動脈弓52の上流の領域にある。
心臓の大動脈内の流れ特性を確認することにより、心臓の状態および心臓が行
う種々の機能に関する情報をさらに得ることもできる。本方法により、上行大動
脈57からの総血液流量即ち総送出量が確定される。かくして、左右の冠状動脈
61および86に流入する血液を除いて、患者心臓から出る流量は全て測定され
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.壁と、血管壁と平行な血管の長さ方向に延びる軸線とを有する、血管内の液 体の流れ特性を測定するための血管カテーテルにおいて、前記血管に挿入される ように構成され、近位端部および遠位端部を有する可撓性の細長い管状部材を備 え、該可撓性の細長い管状部材は、その内部を貫通するルーメンを有し、前記可 撓性の細長い管状部材は、前記遠位端部に近接して少なくとも1つの予め形成さ れた湾曲部を有し、血管カテーテルは、前記湾曲部に近接して前記可撓性の細長 い部材に取り付けられた複数の超音波変換器と、前記超音波変換器に接続され、 前記可撓性の細長い管状部材の近位端部を貫通する導体手段と、をさらに備え、 前記可撓性の細長い部材は、前記遠位端部に前記ルーメンと連通する開口部を有 する、ことを特徴とする血管カテーテル。 2.前記超音波変換器に接続された導体を収容するために、前記可撓性の細長い 管状部材内に、少なくとももう1つのルーメンが設けられている、ことを特徴と する請求の範囲第1項に記載のカテーテル。 3.前記カテーテルが、案内カテーテルであり、7フレンチ(2.333ミリメ ートル)から11フレンチ(3.667ミリメートル)の範囲の寸法を有する、 ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載のカテーテル。 4.前記カテーテルが、5フレンチ(1.667ミリメートル)から7フレンチ (2.333ミリメートル)の範囲の寸法を有する血管造影カテーテルである、 ことを特徴とする請求の範囲に第1項に記載のカテーテル。 5.前記可撓性の細長い管状部材が、0.091インチ(2.311ミリメート ル)から0.143インチ(3.632ミリメートル)の範囲の直径を有し、前 記中央ルーメン部が、卵形で約0.060インチ(1.524)×0.080イ ンチ(2.032ミリメートル)の寸法を有する、ことを特徴とする請求の範囲 第3項に記載のカテーテル。 6.前記可撓性の細長い管状部材が0.065インチ(1.651ミリメートル )から0.091インチ(2.311ミリメートル)の直径を有し、前記中央ル ーメン部が、約0.038インチ(0.965ミリメートル)×0.060イン チ(1.524ミリメートル)の寸法を有する、ことを特徴とする請求の範 囲第4項に記載のカテーテル。 7.案内カテーテル組立体において、該案内カテーテル組立体は、壁と、血管壁 と平行な血管の長さ方向に延びる軸線とを有する、血管内の液体の流れ特性を測 定するための案内カテーテルを備え、該案内カテーテルは、前記血管に挿入され るように構成され、近位および遠位端部を有する可撓性の細長い部材を有し、前 記可撓性の細長い部材は、その内部を貫通するルーメンと、前記遠位端部に前記 ルーメンと連通する開口部と、を有し、前記可撓性の細長い部材は、前記遠位端 部に近接して少なくとも一つの予め形成された湾曲部と、前記湾曲部に近接して 前記可撓性の細長い部材に取り付けられた複数の超音波変換器と、前記超音波変 換器に接続され、前記可撓性の細長い管状部材の近位端部を貫通する導体手段と 、を有し、前記案内カテーテル組立体は、前記案内カテーテルのルーメンに配置 されたバルーンカテーテルをさらに備え、該バルーンカテーテルは、近位端部お よび遠位端部を有する可撓性の細長い部材と、近位端部および遠位端部と、前記 バルーンカテーテルの遠位端部に設けられたたバルーンと、を備え、前記バルー ンカテーテルの可撓性の細長い部材は、バルーンの内部と連通して前記可撓性の 細長い部材の近位端部まで延びるバルーン膨張ルーメンと、前記可撓性の細長い 部材に亘って延びる別のルーメンと、を有し、前記案内カテーテル組立体は、前 記バルーンカテーテルの前記可撓性の細長い部材の別のルーメンに配置される可 撓性ガイドワイヤ、をさらに備える、ことを特徴とする案内カテーテル組立体。 8.前記ガイドワイヤが、該ガイドワイヤの近位端部まで延びてガイドワイヤ内 に配置された電気導体と共に、その遠位端部にドプラー変換器を有する、ことを 特徴とする請求の範囲に第7項に記載の案内カテーテル組立体。 9.湾曲部を有する遠位端部と、該湾曲部に近接して前記遠位端部に取り付けら れた複数の超音波変換器と、を備えた可撓性の細長い部材を用いて人間の患者の 心臓の総心拍出量を求めるための方法において、前記上行大動脈からの実質総血 液送出流量を測定するために乱流を最小限にすべく、大動脈弁のすぐ下流に超音 波変換器を位置決めするように、前記カテーテルの遠位端部を、心臓と心臓の上 行大動脈とに進行させる、ことを特徴とする方法。 10.前記血液流量が心臓の収縮中に測定される、ことを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の方法。
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