一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテルシステム
一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテルは、視覚化の下で心臓組織中への注入を可能にする。カテーテルは、心臓中に挿入されるように配置された遠位端と撮像コアを有する細長い本体を含む。撮像コアは、心臓の視覚化を可能とするために心エコー検査画像を表す電気信号を提供するように遠位端において超音波エネルギーを送出し、反射された超音波エネルギーを受け取るように配置されている。カテーテルは更に、撮像コアと共に細長い本体上を搬送される注入器を含む。注入器は、撮像コアによって視覚化された心臓の組織中に治療薬を注入するように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[優先権主張]本出願は、２００９年７月２３日に出願された同時係属中の米国仮特許出願シリアル番号61/228,057の恩恵を主張し、その出願はその全体が引用によってここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は、全体的に、充血性心不全および心臓発作後のその他の機能不全のような、心機能不全をもった患者のための治療に関する。本発明は、より特定には、心機能不全のためのカテーテルベースの治療に関する。本発明はまた、特定には、心機能不全のための細胞ベースの治療に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国には、心臓発作または心筋梗塞を生き抜いた大人が推定で７，７５０，０００人いる。これらの心筋梗塞はしばしば、充血性心不全や潜在的に生命を脅かす心臓リズム障害に繋がる。細胞ベースの治療は、そのような損傷した心臓を再構築するための期待を抱かせるアプローチとして登場した。特に、カテーテルベースの経心内膜注入は、有望な配送モードと考えられる。治療薬の例は、間葉幹細胞と骨格筋芽細胞からなる。
【０００４】
治療薬の効果的なカテーテルベースの配送は、左心室の内部アーキテクチャーの知識と、左心室チェンバー中でカテーテルを位置付けして方向付けする能力を要求する。更には、典型的には注入針によって、心筋層中に貫通して治療薬を注入する能力が要求される。もし心室内注入カテーテルが、左心室壁中への針注入の深さを制御し、心筋穿孔を防ぐためのリアルタイムの画像誘導を可能とした一体化された心エコー検査能力からなっていれば、有利であろう。もし同じカテーテルが、好適な注入サイトを指し示すために梗塞した領域を同定するのに使われることができれば、更に有利であろう。もし注入針の取り出しに引き続いて治療薬の漏洩を防ぐことができれば、更にもっと有利であろう。もし配送中に治療細胞へのトラウマを最小化するように治療薬が遠位貯蔵部から配送されることができれば、更にますますもっと有利であろう。
【発明の概要】
【０００５】
発明は、一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテルを提供する。カテーテルは、心臓中に挿入されるように配置された遠位端と撮像コアを有する細長い本体からなる。撮像コアは、心臓の視覚化を可能とするために心エコー検査画像を表す電気信号を提供するように遠位端において超音波エネルギーを送出し、反射された超音波エネルギーを受け取るように配置されている。カテーテルは更に、撮像コアと共に細長い本体上を搬送される注入器を含む。注入器は、撮像コアによって視覚化された心臓の組織中に治療薬を注入するように配置されている。
【０００６】
細長い本体は、撮像コアの縦方向の位置付けを許容するための入れ子式セクションを含んでいても良い。撮像コアは、機械的に回転する撮像コアであっても良い。
【０００７】
カテーテルは、細長い本体の遠位端が所望の方向に偏向することを引き起こす偏向システムを更に含んでいても良い。偏向システムは、操縦可能なガイド鞘を含んでいても良い。 偏向システムは、代替的に、偏向セクション鞘と、操縦リングと、少なくとも１つの操縦ワイヤと、偏向制御ノブを含んでいても良い。
【０００８】
カテーテルの細長い本体は、ガイドワイヤを受け入れるガイドワイヤ管腔を含んでいても良い。ガイドワイヤ管腔は、カテーテルの細長い本体の遠位端にあっても良い。代替的に、ガイドワイヤ管腔は、遠位端の近位のカテーテルの細長い本体に沿って伸びていても良い。
【０００９】
細長い本体は、撮像コア管腔と外側円周表面を含んでいても良い。撮像コア管腔と外側表面は、細長い本体の円周の一部に渡って細長い本体の実質的に一様な壁厚を規定しても良い。
【００１０】
撮像コアは、複数のトランスデューサーからなる。カテーテルは、カニューレ管腔を更に含んでいても良く、注入器が、カニューレ管腔によって受け入れられたカニューレと、カニューレ内の注入針を含んでいても良い。カニューレは、超弾性材料で形成されていても良い。
【００１１】
カテーテルは、注入器を含んだ注入システムを更に含んでいても良い。注入システムは近位ハンドルを含んでいても良い。注入ハンドルは、カニューレを伸長し、注入針を前進させ、カニューレを越えた注入針の前進を制限し、カニューレを捩るための注入コントロールを含んでいても良い。注入針は、カニューレ内での注入針の前進を制限する端部ストップを含んでいても良い。注入システムは、カニューレ内の貯蔵部と治療薬を針中に強制的に入れるプランジャを更に含んでいても良い。
【００１２】
注入器は、注入針のペアを含んでいても良い。注入器は、光ファイバー束と、注入された生体吸収性ポリマー溶液を光架橋するための紫外線光源から更になっていても良い。
【００１３】
発明は更に、心臓の左心室壁中への治療薬の画像誘導された経心内膜注入を提供する方法を提供する。方法は、一体化された心エコー検査能力を有する心室内注入カテーテルを提供するステップを含む。カテーテルは、心臓中に挿入されるように配置された遠位端と撮像コアを有する細長い本体を含んでいても良い。撮像コアは、心臓の視覚化を可能とするために心エコー検査画像を表す電気信号を提供するように遠位端において超音波エネルギーを送出し、反射された超音波エネルギーを受け取るように配置されていても良い。カテーテルは更に、撮像コアと共に細長い本体上を搬送される注入器を含んでいても良い。注入器は、撮像コアによって視覚化された心臓の組織中に治療薬を注入するように配置されている。方法は更に、心臓の左心室中に心室内注入カテーテルを配送するステップと、撮像コアを使って心臓の左心室壁を視覚化するステップと、左心室の梗塞領域を同定するステップと、注入器を使って左心室の視覚化された梗塞した領域中に治療薬を注入するステップと、を含む。方法は、治療薬の逆流を防ぐために注入器で生体吸収性薬剤を注入する更なるステップを含んでいても良い。
【００１４】
発明は、その更なる特徴と利点と共に、付随する図面との関係で以下の記載を参照することによって最も良く理解され得て、そのいくつかの図では同様の参照番号が同一の要素を同定する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、カテーテルの使用を描く。
【図２】図２は、一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテルシステムのブロック図を示す。
【図３】図３は、発明を実施しているカテーテルの部分的断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図３のラインＡ−Ａに沿って取られた断面図である。
【図４】図４は、部分的に分解して示された図３のカテーテルの部分的断面図である。
【図５】図５は、本発明の一側面に従った注入カニューレおよび針を有する図３のカテーテルの遠位端の部分的断面図である。
【図６】図６は、発明を実施している別のカテーテルの部分的断面図である。
【図７】図７は、発明を実施している別のカテーテルの部分的断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図７のラインＡ−Ａに沿って取られた断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７のラインＢ−Ｂに沿って取られた断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７のラインＣ−Ｃに沿って取られた断面図である。
【図８】図８は、偏向されて示された発明を実施している別のカテーテルの部分的断面図である。
【図９】図９は、発明を実施している更に別のカテーテルの断面図である。
【図１０】図１０は、発明を実施している更に別のカテーテルの断面図である。
【図１１】図１１は、発明を実施している更に別のカテーテルの断面図である。
【図１２】図１２は、発明を実施している別のカテーテルの遠位端の部分的断面図である。
【図１３】図１３は、発明を実施している別のカテーテルの遠位端の部分的断面図である。
【図１４】図１４は、発明の更なる側面に従った複数のトランスデューサーを有する別のカテーテルの撮像コアの側面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、発明を実施している注入システムの上面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの注入システムの側面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、その内部エレメントをより詳細に示している図１５Ａの注入システムの別の上方部分的断面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの注入システムの部分的側方断面図である。
【図１７】図１７は、発明の更なる側面に従った注入カニューレとサイドポートおよび閉じた端部をもった注入針の遠位先端部の断面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、発明の更なる側面に従ったサイドポートおよび開いた端部をもった別の注入針の遠位先端部の断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、発明の更なる側面に従った開いた端部をもった注入針の遠位先端部の斜視図である。
【図１９】図１９は、発明の側面に従った注入カニューレと端部ストップをもった注入針の遠位先端部の断面図である。
【図２０】図２０は、発明の更なる側面に従った二重注入針を有する注入針の遠位先端部の斜視図である。
【図２１】図２１は、発明の更なる側面に従った光ファイバー束をもった二重注入針の遠位先端部の斜視図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、図２１のラインＡ−Ａに沿って取られた断面図である。
【図２２】図２２は、発明を実施している更に別のカテーテルの部分的断面図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、発明を実施している別の注入システム近位ハンドルの上面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図２３Ａの注入システムの側面図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、その内部エレメントをより詳細に示している図２３Ａの注入システムの別の上方部分的断面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図２４Ａの注入システムの側方部分的断面図である。
【図２５】図２５は、発明の側面に従った経心内膜注入の画像誘導のための処理ステージを描いたフロー図である。
【図２６】図２６は、梗塞領域を同定するための処理ステージを描いたフロー図である。
【図２７】図２７は、発明の更なる側面に従った組織分類子を計算するための処理ステージを描いたフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、操縦可能なガイド鞘４を介して配送された、一体化された心エコー検査能力を有する心室内注入カテーテル２をその中に有した心臓の外側切り取り描写を示す。操縦可能なガイド鞘４は、大腿動脈サイトから大動脈６まで経皮的におよび大動脈弁８を通して左心室１０中に配送される。カテーテル２は、機械的に回転する撮像コア１２と、注入カニューレ４０２と、注入針４０４からなる。図１は、心エコー検査誘導下で左心室壁中の関心領域１４中に針を注入するのに、操縦可能なガイド鞘４と心室内注入カテーテル２がどのように使われることができるかを描いている。
【００１７】
図２は、一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテル２と、注入制御システム２０と、患者インターフェースモジュール２２と、コンソール２４からなる心室内注入カテーテルシステムのハイレベルブロック図を示す。注入制御システム２０は、カテーテル２に機械的に結合されている。患者インターフェースモジュールは、カテーテルに電気的および機械的に結合されている。患者インターフェースモジュール２２は更に、システムからの患者の電気的隔離を提供する。患者インターフェースモジュール２２は、例えばMoore et al.による米国特許出願シリアル番号12/633,278に追加の詳細をもって記載されている形を取っても良く、その全ての開示はここで引用によってここに組み込まれる。患者インターフェースモジュール２２とコンソール２４は、アナログおよびデジタル信号線によって結合されている。コンソール２４は、患者インターフェースモジュール２２の動作とカテーテル２の撮像の側面を制御する。コンソール２４は、更に画像を表示しても良い。心室内注入カテーテルシステムは、例えば、心臓発作の犠牲者への細胞ベースの溶液のような治療薬の経心内膜注入の画像誘導を提供するために、有利に採用されても良い。
【００１８】
図３を参照すると、それは本発明の側面を実施している一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテル２を示している。カテーテル２は、第一の近位ハウジング３０と、入れ子式セクション３２と、第二の近位ハウジング３３と、近位セクション３４と、遠位セクション３６と、撮像コア１２と、注入システム４００からなる。心室内注入カテーテル２は、操縦可能なガイド鞘４（図１）との組み合わせで使われても良く、そこではカテーテル２は図１に描かれているように操縦可能なガイド鞘４内に配置される。カテーテル長は、一般的には１００ｃｍと１５０ｃｍの間、より特定には例えば１１０ｃｍと１２０ｃｍの間、であっても良い。カテーテル近位セクション３４の直径は、例えば約１０Ｆのように、一般的には８Ｆと１８Ｆの間であっても良い。カテーテル遠位セクション３６の直径は、例えばおよそ８Ｆのように、６Ｆと１０Ｆの間であっても良い。
【００１９】
第一の近位ハウジング３０は、係合ピン４１を介して患者インターフェースモジュール（図示せず）に繋がり、駆動ケーブル４０に機械的エネルギーを、超音波トランスデューサー４４に電気的に接続されている駆動ケーブル４０内に配置された送信ライン４２中に電気的エネルギーを、結合する。食塩水フラッシュポート４３は、超音波トランスデューサー４４から遠位セクション３６の外部への音響的結合を可能とする。第一の近位ハウジングの追加の記載については、Mooreによる米国特許出願シリアル番号12/336,441が参照されても良く、その全ての開示はここで引用によってここに組み込まれる。
【００２０】
入れ子式セクション３２は、カテーテル鞘に対する撮像コア１２の縦方向の並進を可能とする。入れ子式セクション３２は、外側支持部材４６と、内側管状部材４８と、内側管状部材４８中にスライドする一次内側部材５０を含む。入れ子式セクションは更に、端部キャップ５２と、内側管状部材４８の遠位端に接合されている端部ストップ５４を含む。内側管状部材４８は、近位ハウジング３０に接合されている。支持部材４６と一次内側部材５０は、第二の近位ハウジング３３に接合されている。端部キャップ５２は、入れ子式セクション３２の制御された動きのための接続ポイントを提供する溝５３を含む。端部ストップ５４は、入れ子式セクションが完全に伸ばされた時に支持部材４６と一次内側部材５０が内側管状部材４８から離脱することを防止する。入れ子式セクション長は、一般的には１ｃｍと５ｃｍの間、より特定には２ｃｍと３ｃｍの間である。一次内側部材５０は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはステンレス鋼のような生体適合性材料で形成されている。一次内側部材５０は、典型的には０．０７５″と０．１００″の間の内径を有する。支持部材４６もまた、ＰＥＥＫまたはステンレス鋼のような生体適合性材料で形成されている。そのような入れ子式セクションの更なる記載は、例えば、Mooreによる米国特許出願シリアル番号12/336,441に見つけられ得て、その全ての開示はここで引用によってここに組み込まれる。
【００２１】
近位セクション３４は、二次部材５８と、撮像コア管腔６０と、注入カニューレ管腔６２を含む。近位セクション３４の断面図が図３Ａに描かれている。近位セクション３４は更に、注入カニューレのための出口ポート６４を含む。二次部材５８は、ＰＥＥＫのような生体適合性材料で形成されており、一般的には８Ｆと１８Ｆの間、より特定には約１０Ｆの外径を有する。撮像コア管腔６０の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。注入カニューレ管腔６２の直径は、典型的に２０ゲージと２２ゲージの間のサイズの注入カニューレが通過するのに十分な、０．０３０″と０．０３７″の間であっても良い。
【００２２】
遠位セクション３６は、遠位鞘６６と、フラッシング出口ポート６８と、非侵襲的先端部７０と、撮像コア管腔６０を含む。遠位鞘６６は、音響的損失を最小化するポリエチレンまたはその他の熱可塑性ポリマーのような生体適合性の柔軟な材料で形成されている。非侵襲的先端部７０は、ポリエーテルブロックアミド（Ｐｅｂａｘ（登録商標））またはＰｅｂａｘ６３Ｄおよび４０ＤのようなＰｅｂａｘ等級のブレンドのような低デュロメーター材料で形成されている。撮像コア管腔６０の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。
【００２３】
撮像コア１２は、駆動ケーブル４０と、トランスデューサーハウジング７２と、超音波トランスデューサー４４と、駆動ケーブル４０内に配置された送信ライン４２を含む。撮像コアは、患者インターフェースモジュールにコネクター７４によって電気的および機械的に結合されている。電気的結合は、超音波トランスデューサー４４への送信ライン４２に沿った電気信号の送信と受信を可能とする。機械的結合は、撮像コア１２の回転を可能とする。駆動ケーブル４０は、０．０７０″と０．１８０″の範囲中、より特定には１０Ｆの遠位鞘プロファイルについて約０．１０５″、のコイル外径をもったステンレス鋼ラウンドワイヤコイルで形成されている。加速中の駆動ケーブルの伸長と圧縮は、正確な位置付けを確かなものとするために最小化されなければならない。駆動ケーブルはまた、撮像コアの非一様な回転を最小化するべきである。トランスデューサーハウジング７２は、ZelenkaとMooreによる米国特許出願シリアル番号12/330,308に追加の詳細をもって記載されており、その全ての開示はここで引用によってここに組み込まれる。
【００２４】
超音波トランスデューサー４４は、少なくとも一つの圧電層を含み、導電層と、少なくとも一つのマッチング層と、バッキング層を更に含んでいても良い。超音波トランスデューサー４４は更に、レンズを含んでいても良い。撮像カテーテルのための超音波トランスデューサーのデザインと作製は、当業者に周知である。超音波トランスデューサーは、一般的には５ＭＨｚから６０ＭＨｚ、より特定には１０ＭＨｚから３０ＭＨｚの間、の周波数範囲上で動作する。
【００２５】
注入システム４００は、注入カニューレ４０２と、注入カニューレ４０２内に配置された注入針（図示せず）からなる。注入カニューレ４０２は、湾曲した形状を取ることができるニッケル−チタニウム（またはNitinol）合金のような生体適合性の超弾性材料で形成されていても良い。カニューレサイズは、一般的には２０ゲージと２４ゲージの間、より特定には約２２ゲージである。注入カニューレ４０２の遠位先端部は、超音波画像誘導を容易にするためにエコー源性となるように処理されることができる。
【００２６】
図４は、入れ子式セクション３２が部分的に伸長された位置にある図３の心室内注入カテーテル２を描いている。お互いに固定的に取り付けられている第一の近位ハウジング３０と撮像コア１２は、入れ子式セクション３２、第二の近位ハウジング３３および近位鞘３４に対して並進させられて示されている。入れ子式撮像カテーテルは、近位鞘３４と遠位鞘（図示せず）がその場に固定されたまま残る一方で、撮像コア１２が撮像コア管腔６０を通して縦方向に並進することを可能とする。
【００２７】
図５は、注入カニューレ４０２と注入針４０４の心エコー検査誘導のための図３の実施形態の遠位端を描いている。注入カニューレ４０２は、関心のある特定のサイトへの注入針４０４の画像誘導された配送を容易にするように成形されている。経心内膜注入の画像誘導のために最適な曲げ角度は、経験的に決定されることができる。一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテルは、左心室壁中への針注入中にリアルタイムの画像誘導を提供し、心筋穿孔の防止を容易にする。
【００２８】
ここで図６を参照すると、発明を実施している一体化された心エコー検査能力をもった別の心室内注入カテーテル１０２を示している。心室内注入カテーテル１０２は、近位ハウジング１３２と、近位部材１３４と、遠位鞘１３６と、注入システム１３８からなる。撮像コア１１２の縦方向の位置は、入れ子式セクションが含まれていないので、カテーテル鞘１３４、１３６に対して固定されたまま残る。非入れ子式カテーテルは、撮像コア１１２の縦方向の位置付けが決定的に重要ではない応用においては削減された複雑度と製造コストのために有利であり得る。
【００２９】
図７を参照すると、発明を実施している一体化された心エコー検査および偏向能力をもった心室内注入カテーテル２０２の別の代替的実施形態が示されている。心室内注入カテーテル２０２は、第一の近位ハウジング３０と、入れ子式セクション３２と、第二の近位ハウジング２３３と、近位セクション２３４と、偏向セクション２３５と、遠位セクション２３６と、撮像コア１２と、注入システム４００を含む。偏向能力をもった心室内注入カテーテルの利点は、カテーテルの配送と位置付けのために操縦可能なガイド鞘が要求されないことである。カテーテル長は、一般的には１００ｃｍと１５０ｃｍの間、より特定には１１０ｃｍと例えば１２０ｃｍの間、であっても良い。近位セクション２３４の直径は、一般的には８Ｆと１８Ｆの間、より特定には例えば約１０Ｆ、であっても良い。遠位セクション２３６の直径は、一般的には６Ｆと１０Ｆの間、より特定には例えば約８Ｆ、であっても良い。
【００３０】
第一の近位ハウジング３０は、係合ピン４１を介して患者インターフェースモジュール（図示せず）に繋がる。それは、駆動ケーブル４０に機械的エネルギーを、超音波トランスデューサー４４に電気的に接続されている駆動ケーブル４０内に配置された送信ライン４２中に電気的エネルギーを、結合する。
【００３１】
入れ子式セクション３２は、前述した通り、カテーテル鞘に対する撮像コア１２の縦方向の並進を可能とする。入れ子式セクション３２は、外側支持部材４６と、内側管状部材４８と、内側管状部材４８中にスライドする一次内側部材５０を含む。入れ子式セクションは更に、端部キャップ５２と、内側管状部材４８の遠位端に接合されている端部ストップ５４を含む。内側管状部材４８は、近位ハウジング３０に接合されている。支持部材４６と一次内側部材５０は、第二の近位ハウジング３３に接合されている。端部キャップ５２は、入れ子式セクション３２の制御された動きのための接続ポイントを提供する溝５３を含む。端部ストップ５４は、入れ子式セクションが完全に伸ばされた時に支持部材４６と一次内側部材５０が内側管状部材４８から離脱することを防止する。入れ子式セクション長は、一般的には１ｃｍと５ｃｍの間、より典型的には２ｃｍと３ｃｍの間である。一次内側部材５０は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはステンレス鋼のような生体適合性材料で形成されていても良い。一次内側部材５０は、典型的には例えば０．０７５″と０．１００″の間の内径を有する。支持部材４６もまた、ＰＥＥＫまたはステンレス鋼のような生体適合性材料で形成されていても良い。
【００３２】
第二の近位ハウジング２３３は、ガイドワイヤ管腔２６３と、撮像コア管腔２６５と、注入カニューレ管腔２６７を含む。第二の近位ハウジング２３３は更に、例えば溶接、ろう付け、はんだ付けによってのように、操縦ワイヤ２８０、２８２に接合されている偏向制御ノブ２７８を含む。第二の近位ハウジング２３３は、生体適合性の堅い材料で形成されていても良い。ガイドワイヤ管腔２６３の直径は、例えば０．０１４″と０．０１８″と０．０３５″のガイドワイヤが通過するのに十分な、０．０１５″と０．０３７″の間であっても良い。撮像コア管腔２６５の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。注入カニューレ管腔２６７の直径は、例えば一般的に２０ゲージと２２ゲージの間のサイズの注入カニューレが通過するのに十分な、０．０３０″と０．０３７″の間であっても良い。第二の近位ハウジング２３３は、一次内側部材５０と近位セクション２３４の二次部材２５８に接合されている。
【００３３】
ここで図７と共に図７Ａを参照すると、近位セクション２３４は、二次部材２５８と、複数の管腔を含む。複数の管腔は、撮像コア管腔２６０と、ガイドワイヤ管腔２６１と、注入カニューレ管腔２６２と、２つの操縦ワイヤ管腔２８４、２８６を含む。近位セクションは更に、注入カニューレのための出口ポート２６４を含む。二次部材２５８は、ＰＥＥＫのような生体適合性の柔軟な材料で形成されていても良く、一般的には８Ｆと１８Ｆの間、より特定には例えば約１０Ｆの外径を有していても良い。撮像コア管腔２６０の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。ガイドワイヤ管腔２６１の直径は、例えば０．０１４″と０．０１８″と０．０３５″のガイドワイヤが通過するのに十分な、０．０１５″と０．０３７″の間であっても良い。操縦ワイヤ管腔２８４、２８６の直径は、例えば０．００６″と０．０１２″の間の直径を有する操縦ワイヤが通過するのに十分な、０．００８″と０．０１４″の間であっても良い。注入カニューレ管腔２６２の直径は、例えば２０ゲージと２２ゲージの間のサイズの注入カニューレが通過するのに十分な、０．０３０″と０．０３７″の間であっても良い。
【００３４】
ここで図７と共に図７Ｂを参照すると、偏向セクション２３５は、偏向セクション鞘２８８と、補強コイル２９０と、操縦リング２９２と、複数の管腔を含む。偏向セクション鞘２８８は、オレフィンのような低デュロメーター材料で形成されていても良い。オレフィンは、近位セクション２３４と遠位セクション２３６への接合を容易にする。低デュロメーター材料の使用は更に、カテーテルが偏向セクション２３５中で曲がることを確かなものとする。複数の管腔は、撮像コア管腔２９４と、ガイドワイヤ管腔２９１と、２つの操縦ワイヤ管腔２９６、２９８を含む。撮像コア管腔２９４の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。ガイドワイヤ管腔２９１の直径は、例えば０．０１４″と０．０１８″と０．０３５″のガイドワイヤが通過するのに十分な、０．０１５″と０．０３７″の間であっても良い。２つの操縦ワイヤ管腔２９６、２９８の直径は、例えば０．００６″と０．０１２″の間の直径を有する操縦ワイヤが通過するのに十分な、０．００８″と０．０１４″の間であっても良い。
【００３５】
ここで図７と共に図７Ｃを参照すると、遠位セクション２３６は、遠位鞘２６６と、フラッシング出口ポート２６８と、非侵襲的先端部２７０と、撮像コア管腔２９３と、ガイドワイヤ管腔２９５を含む。遠位セクションは更に、ガイドワイヤのための出口ポート２９７を含む。遠位鞘２６６は、音響的損失を最小化するポリエチレンまたはその他の熱可塑性ポリマーのような生体適合性の柔軟な材料で形成されていても良い。非侵襲的先端部は、ポリエーテルブロックアミド（Ｐｅｂａｘ（登録商標））またはＰｅｂａｘ６３Ｄおよび４０ＤのようなＰｅｂａｘ等級のブレンドのような低デュロメーター材料で形成されていても良い。撮像コア管腔２９３の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。ガイドワイヤ管腔２９５の直径は、例えば０．０１４″と０．０１８″と０．０３５″のガイドワイヤが通過するのに十分な、０．０１５″と０．０３７″の間であっても良い。
【００３６】
撮像コア１２は、駆動ケーブル４０と、トランスデューサーハウジング７２と、超音波トランスデューサー４４と、駆動ケーブル４０内に配置された送信ライン４２を含む。撮像コアは、患者インターフェースモジュールにコネクター７４によって電気的および機械的に結合されている。電気的結合は、超音波トランスデューサー４４への送信ライン４２に沿った電気信号の送信と受信を可能とする。機械的結合は、撮像コア１２の回転を可能とする。駆動ケーブル４０は、０．０７０″と０．１８０″の範囲中、例えば１０Ｆの遠位鞘プロファイルについて約０．１０５″、のコイル外径を有するステンレス鋼ラウンドワイヤコイルで形成されていても良い。加速中の駆動ケーブルの伸長と圧縮は、正確な位置付けを確かなものとするために最小化されなければならない。駆動ケーブルはまた、撮像コアの非一様な回転を最小化するべきである。トランスデューサーハウジング７２は、ZelenkaとMooreによる米国特許出願シリアル番号12/330,308に追加の詳細をもって記載されており、その全ての開示はここで引用によってここに組み込まれる。
【００３７】
超音波トランスデューサー４４は、少なくとも一つの圧電層を含んでいても良く、典型的には更に導電層と、少なくとも一つのマッチング層と、バッキング層からなる。超音波トランスデューサー４４は更に、レンズからなっていても良い。撮像カテーテルのための超音波トランスデューサーのデザインと作製は、当業者に周知である。超音波トランスデューサーは、一般的には５ＭＨｚから６０ＭＨｚ、より典型的には１０ＭＨｚから３０ＭＨｚの間、の周波数範囲上で動作する。
【００３８】
注入システム４００は、注入カニューレ４０２と、注入カニューレ４０２内に配置された注入針（図示せず）を含む。注入カニューレ４０２は、湾曲した形状を取ることができるニッケル−チタニウム（またはNitinol）合金のような生体適合性の超弾性材料で形成されていても良い。カニューレサイズは、２０ゲージと２４ゲージの間、より特定には例えば約２２ゲージであっても良い。注入カニューレ４０２の遠位先端部は、超音波画像誘導を容易にするためにエコー源性となるように処理されることができる。
【００３９】
偏向システム２３９は一般的に、偏向制御手段と、少なくとも一つの操縦ワイヤと、操縦リングを含む。この実施形態に従って、偏向システム２３９は、偏向制御ノブ２７８と、２つの操縦ワイヤ２８０、２８２と、操縦リング２９２を含む。操縦ワイヤは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）被膜されたステンレス鋼で形成されていても良い。操縦ワイヤ２８０、２８２の直径は、０．００６″と０．０１２″の間であっても良い。操縦ワイヤ２８０、２８２は、操縦リング２９２に、溶接、ろう付け、またははんだ付けされていても良い。操縦リング２９２は、ステンレス鋼で形成されて偏向セクション２３５の遠位端に向けて位置していても良い。偏向セクション２３５の補強コイル２９０は、撮像コア管腔２９４のピンチングを防止する。代替的に、補強組み紐が補強コイルの代わりに使われることができる。偏向セクション２３５の近位の注入カニューレ出口ポート２６４の位置は、注入カニューレ４０２がカテーテルの偏向を妨げないことを確かなものとする。図８は、偏向制御ノブ２７８が回転された時の心室内注入カテーテル２０２の遠位端の偏向を描いている。
【００４０】
外径と撮像コア管腔の間の可変な厚さを有するオーバーザワイヤ撮像カテーテル鞘は、撮像アーチファクトに繋がることができる。図９に描かれているような代替的な撮像コア管腔３０２を有する遠位セクション鞘３００は、撮像方向に関係のある鞘の下方部分により一様な鞘厚を提供する。遠位セクションの別の代替的な実施形態は、図１０に描かれているような楕円形状の鞘３１０を有する。それもまた、鞘の下方部分により一様な鞘厚を提供する。遠位セクションの更に別の実施形態が図１１に示されており、そこでは遠位鞘３２０が、一様な鞘厚を有する方向の更により大きな範囲を提供する。
【００４１】
短いモノレール先端部のカテーテルデザインは、オーバーザワイヤカテーテルデザインに対する代替形を提供し、そこでは短いモノレール先端部が、図７に示されたオーバーザワイヤデザインとの比較で、カテーテルの高速交換を可能とする。高速交換カテーテルの利点は、それらが典型的にはオーバーザワイヤカテーテルと比較してより小さな全体的プロファイルを有することである。より小さなプロファイルを有するカテーテルは、大腿動脈のようなより小さなアクセスサイトを要求し、それは一方で出血する合併症を削減し得る。モノレールデザインでは、偏向制御セクション、近位セクション、偏向セクションまたは遠位セクション中にガイドワイヤ管腔を有する必要がない。材料の削減は、製造のコストを削減することができる。
【００４２】
図１２は、撮像コア管腔３３１と、短いモノレール先端部３３２と、フラッシング出口ポート３３４と、ガイドワイヤＧＷのためのガイドワイヤ管腔３３６を有する遠位鞘３３０を含んだ遠位セクションの代替的実施形態を描いている。短いモノレール先端部３３２は、遠位鞘３３０に接合されており、そこでは、撮像コア管腔３３１がガイドワイヤ管腔３３６と平行である。遠位鞘３３０中の壁厚は、撮像コア管腔３３１の周りで一様である。モノレールデザインを含んだそのような遠位セクションは、例えば、Zelenkaによる米国特許出願シリアル番号12/547,972に追加の詳細をもって記載されており、その全ての開示はここで引用によって組み込まれる。
【００４３】
図１３は、撮像コア管腔３４１と、短いモノレール先端部３４２と、フラッシング出口ポート３４４と、ガイドワイヤＧＷのためのガイドワイヤ管腔３４６と、支持バー３４８を有する遠位鞘３４０を含んだ別の代替的な遠位セクションの実施形態を描いている。支持バー３４８は、カテーテルの大きな偏向の場合に撮像コア管腔３４１の崩壊を防止することができる。支持バー３４８は、ステンレス鋼またはＰＥＥＫのような好適に堅い材料で形成されている。
【００４４】
機械的に回転し並進する撮像コアをもった撮像カテーテルの利点は、カテーテル鞘を再位置付けすることなく関心のある容積を撮像する能力である。撮像コアは、外部並進デバイスによってカテーテル鞘内を縦方向に並進させられることができる。心臓のような動いている構造を撮像するために機械的に回転し並進する撮像コアをもった撮像カテーテルの不利点は、心臓運動速度と比較して容積を掃引することができるレートが比較的遅いことである。複数のトランスデューサーエレメントからなる撮像コアは、関心のある容積を撮像するための時間を削減することができる。
【００４５】
図１４は、駆動ケーブル３５２と、第一のトランスデューサーハウジング３５４と、第一の超音波トランスデューサー３５６と、第一の送信ライン３５８と、第二のトランスデューサーハウジング３６０と、第二の超音波トランスデューサー３６２と、第二の送信ライン３６４と、トランスデューサーハウジングカップリング３６６を含んだ撮像コア３５０の代替的実施形態を描いている。第一の超音波トランスデューサー３５６は、第一のトランスデューサーハウジング３５４中に据え付けられ、第一の送信ライン３５８に接続されている。第二の超音波トランスデューサー３６２は、第二のトランスデューサーハウジング３６０中に据え付けられ、第二の送信ライン３６４に接続されている。第二のトランスデューサーハウジング３６０と第二の超音波トランスデューサー３６２の面している方向は、第一のトランスデューサーハウジング３５４と第一の超音波トランスデューサー３５６の面している方向から、面している方向に対して１８０°である。第一のトランスデューサーハウジング３５４と第二のトランスデューサーハウジング３６０は、一般的に柔軟なコイルであるトランスデューサーハウジングカップリング３６６によって機械的に接続されている。
【００４６】
複数のトランスデューサーの使用は、容積を超音波的にスキャンするのに要求される時間の量を削減する。例示的デザインでは、第一と第二のトランスデューサーハウジング３５４、３６０とトランスデューサーハウジングカップリング３６６は、単一のステンレス鋼ハイポチューブから作製することができる。第一と第二のトランスデューサーハウジング３５４、３６０は、適合されたスロットによって第一と第二の超音波トランスデューサー３５６、３６２に堅い支持を提供する。トランスデューサーハウジングカップリング３６６は、ハイポチューブの螺旋切り取りセクションであり、軸方向剛性を曲げ柔軟性で第一と第二のトランスデューサーアッセンブリーに釣り合わせる。螺旋切り取りのピッチは、一定であることができ、または目標硬度特性に依存して変動することができる。例えば、ピッチはより多くの柔軟性のために減少されるかまたは、より少ない柔軟性のために増加されても良い。例示的デザインでは、第一と第二のトランスデューサーハウジング３５４、３６０は、約０．１５５″の長さであっても良く、トランスデューサーハウジングカップリング３６６は、約０．２３５″の長さであっても良く、トランスデューサーの直径は、例えば０．１００″であっても良い。螺旋切り取りカップリングのピッチは、０．００４″の切り溝を有する０．０４０″であっても良い。複数のトランスデューサーからなる撮像コアの代替的実施形態は、Moore et al.による米国特許出願シリアル番号12/633,278に追加の詳細をもって記載されており、その全ての開示はここで引用によって組み込まれる。
【００４７】
ここで図１５Aと１５Bを参照すると、そこに示された注入システム４００は、注入カニューレ４０２と、注入カニューレ４０２内に配置された注入針４０４と、近位ハンドル４１０を含む。注入システムは更に、雌ルアー（Luer）ロック４１２と、接続チューブ４１４を含む。近位ハンドル４１０は、カニューレ伸長コントローラ４１６と、最大針深さコントローラ４２０と、針注入コントローラ４２２と、トルクデバイス４２６を含む。最大針深さコントローラ４２０と針注入コントローラ４２２の組み合わせでの使用は、注入中の左心室壁および心膜嚢の穿孔を更に防止することができる。機械的デザイン安全装置が、リアルタイム心エコー検査誘導との組み合わせで動作して、心筋穿孔を防止する。
【００４８】
注入カニューレ４０２は、湾曲した形状を取ることができるニッケル−チタニウム（またはNitinol）合金のような生体適合性の超弾性材料で形成されていても良い。カニューレサイズは、２０ゲージと２４ゲージの間、より特定には例えば約２２ゲージであっても良い。カニューレの遠位先端部は、超音波画像誘導を容易にするためにエコー源性となるように処理されることができる。針４０４は、ステンレス鋼またはニッケル−チタニウム合金で形成されていても良く、２４ゲージと２６ゲージの間のサイズであっても良い。針４０４は、超音波画像誘導を容易にするためにエコー源性となるように処理されることができる。マルチポートマニフォールド（図示せず）が、治療溶液、架橋性ポリマー溶液、およびその他の液体の注入針４０４を通した配送のために、雌ルアーロック４１２に接続されることができる。
【００４９】
ここで図３と共に図１６Aと１６Bを参照すると、近位ハンドル４１０と内部制御メカニズムの実施形態が描かれている。近位ハンドル４１０の内側のカニューレ４０２のセグメントは、スロット４０３が付けられている。カニューレ伸長コントローラ４１６は、第一の剛性部材４２８によってカニューレ４０２に結合されている。カニューレ４０２は、カニューレ伸長コントローラ４１６をトルクデバイス４２６に向けてスライドすることによって、心室内注入カテーテル２の注入カニューレ管腔６２の出口ポート６４を越えて伸長されることができる。最大針深さコントローラ４２０は、第二の剛性部材４３０によってストップ板４３１に結合されている。針注入コントローラ４２２は、第三の剛性部材４３２によって針注入支持部材４３６に結合されている。第二と第三の剛性部材４３０、４３２は、カニューレ４０２のスロット４０３を通して伸長する。針注入支持部材４３６は、カニューレの長さを伸ばし、例えば溶接またはろう付けによってのように、注入針４０４に接合されている。ストップ板４３１は、スロットが付けられたカニューレ４０２の内側で針注入支持部材４３６の外側に配置されている。注入針４０４がカニューレ４０２の遠位端を越えて伸長することができる最大長は、最大針深さコントローラ４２０によって制限されることができる。最大針深さコントローラ４２０は、ストップ板４３１と、針注入コントローラ４２２に取り付けられている第三の剛性部材４３２の間の距離を調節するのに使われる。注入針４０４は、針注入コントローラ４２２をトルクデバイス４２６に向けてスライドすることによって、注入カニューレ４０２の遠位端を越えて伸長されることができる。カニューレ伸長コントローラ４１６と、最大針深さコントローラ４２０と、針注入コントローラ４２２とトルクデバイス４２６を含んだ注入システム４００の制御メカニズムは、関心のあるサイトにおいて針を安全に注入するためにリアルタイムの心エコー検査誘導との組み合わせで使われても良い。リアルタイムの心エコー検査誘導は、心筋穿孔の一次的防止のための視覚的フィードバックを提供する。最大針深さコントローラ４２０は、心筋穿孔の二次的防止として、近位機械的コントロールを提供する。治療薬で満たされた注射器（図示せず）が、雌ルアーロック４１２に接続されて、治療薬の配送のために使われることができる。治療薬は、コネクターチューブ４１４と、柔軟なチューブ４３４と、注入針４０４を通して、心筋層中に通過する。柔軟なチューブ４３４のプロファイルは、コネクターチューブ４１４と比較できるサイズから注入針４０４と比較できるサイズまで先が細くなる。
【００５０】
ここで図１７を参照すると、注入カニューレ４０２の遠位先端部と注入針４０４の実施形態が示されている。針４０４は、一次斜面４７０と二次斜面４７２をもった、閉じたノンコアリング先端部４０５を含む。針は更に、治療薬を分配するためのサイドフラッシュポート４７４を含む。注入針４０７の代替的実施形態が図１８Aと１８Bに示されており、そこでは針の遠位先端部４０８は開いている。
【００５１】
注入針の更に別の代替的実施形態が図１９に示されており、そこでは注入針４７１は、端部ストップ４８２からなる。端部ストップ４８２は、スエージ加工またはレーザー溶接を含んだいくつかの異なる方法によって形成されることができる。端部ストップ４８２は、注入針が、例えば約６ｍｍのような、カニューレを越えた予め決められた最大長を越えて伸長しないことを確かなものとする。遠位カニューレ先端部と遠位針先端部の相対的縦方向位置は、大動脈弓のような彎曲した経路を横切っている時にはシフトすることができるので、注入制御システムの近位ハンドルにおける最大深さリミッタ−は十分ではないかも知れない。端部ストップ４８２は、リアルタイム心エコー検査誘導と最大深さ限度コントローラによって提供された安全装置に加えて、注入針による事故的心筋穿孔を更に軽減する安全装置を提供する。
【００５２】
注入された治療薬の後方漏れは、薬の効能を削減することができる。後方漏れは、体温に達するとゲル化するポロクサマーのような生体吸収性ポリマー溶液の注入によって防止することができる。ポリマー溶液は、治療溶液の注入と同時に投与されることができる。代替的に、ポリマー溶液は、治療薬の注入の後に注入されることができる。同じ注入針が、治療薬とポリマー溶液の注入のために使われることができる。注入針の代替的実施形態は、図２０に示されたような二重注入針４８４の形を取ることができる。二重注入針４８４の第一と第二の針４８６、４９２は、例えばレーザー溶接によってのように、ラインに沿って接合されている。例えば、治療薬が針４８６を使って注入されることができる一方、ポリマー溶液は針４９２を使って注入されることができる。二重注入針４８４は、第二の針に接続された注入システムの近位ハンドルにおいて、第二の接続チューブと雌ルアーロック（図示せず）との組み合わせで使われても良い。
【００５３】
治療薬の後方漏れを防止するための代替的アプローチは、ポリ（エチレングリコール）（またはPEG）のような生体吸収性の光架橋性ヒドロゲルの使用によるものである。光架橋性ヒドロゲルは、治療薬と同時にまたは二次的に投与されても良い。注入サイトにおけるヒドロゲルの紫外線照射が光架橋を開始し、図２１と２１Aに示されたような光ファイバー束４６４を使って行われることができる。光ファイバー束４６４は、注入針の長さに渡っており、接合ライン４６６の上に配置されることができる。光ファイバー束の近位端は、例えば３６５ｎｍの長い波長を有する光を提供しているランプを含んだ紫外線光源（図示せず）に結合されても良い。
【００５４】
治療薬の関心領域への配送に関する更に別の心配は、治療薬の生存可能性を悪化させるような、近位端から遠位端への注入針を通した配送中の治療細胞への潜在的なトラウマである。注入システム５００の代替的実施形態が図２２に示されており、そこでは配送経路の長さを最小化するように、治療薬は遠位貯蔵チェンバー５０６中に装填されることができる。遠位貯蔵チェンバー５０６は、複数の注入のために十分な容積のものであることができる。カニューレ管腔６６２のサイズは、駆動ケーブル６４０と撮像コア管腔６６０のサイズを削減することによって増加されることができる。カニューレ管腔６６２のサイズは、カテーテルプロファイルを増加することによって更に増加されることができる。
【００５５】
注入針５０４の近位端は、貯蔵チェンバー５０６に接合されている。貯蔵チェンバーは、針をカニューレ５０２の近位端ストップ５０８によって決定されるその最も近位の位置まで引っ込めることによって、治療薬が装填されることができる。貯蔵チェンバーがこの装填位置にある時に、治療薬の装填を可能とするように貯蔵チェンバー装填窓５１０、カニューレ装填窓５１２および近位鞘装填窓６６４が揃えられることができる。窓５１０、５１２、６６４は、通過孔またはシリコーンのような自己閉鎖性材料で充満された孔であっても良い。貯蔵チェンバー５０６の外側での治療薬の漏洩を更に防止するために、プランジャ５１４とプランジャヘッド５１６が窓の遠位に前進させられる。
【００５６】
カニューレ５０２は、外に広がった先端部５２２をもつ先が細くなった遠位セクション５２０からなる。先が細くなった遠位セクション５２０の肩部５２４は、注入針５０４が、例えば約６ｍｍのような、予め決められた長さを越えて伸長することを更に防止する。カニューレを越えた針の伸長を制限するための遠位手段は、大動脈弓のような彎曲した経路を横切っている時に遠位カニューレ先端部と遠位針先端部の相対的縦方向位置がシフトすることができるような状況で必要であっても良い。外に広がった先端部５２２は、左心室壁に対してカニューレを安定化し、カニューレの組織中への貫通を防止することを助けるために、尖っていない表面５２３を提供する。
【００５７】
ここで図２３Aと２３Bを参照すると、もっと更なる注入システム５００は、注入カニューレ５０２と、注入カニューレ５０２内に配置された注入針５０４と、近位ハンドル５３０を含む。近位ハンドル５３０は、カニューレ伸長コントローラ５３６と、最大針深さコントローラ５４０と、針注入深さコントローラ５４２と、トルクデバイス５４６と、遠位貯蔵部プランジャコントローラ５４８を含む。最大針深さコントローラ５４０は、針５０４がカニューレ５０２の遠位先端部を越えて伸長することができる深さを制約するための近位コントロールである。針注入深さコントローラ５４２は、カニューレ遠位先端部に対する針遠位先端部の位置を変動するように配置されている。遠位貯蔵部プランジャコントローラ５４８は、治療薬を配分するのに使われる。
【００５８】
図２２と共に図２４Aと２４Bを参照すると、近位ハンドル５３０の内部制御メカニズムが描かれている。近位ハンドル５３０の内側のカニューレ５０２のセグメントは、スロット５０３を有する。カニューレ伸長コントローラ５３６は、第一の剛性部材５５０によってカニューレ５０２に結合されている。カニューレ５０２は、カニューレ伸長コントローラ５３６をトルクデバイス５４６に向けてスライドすることによって、心室内注入カテーテル６０２の注入カニューレ管腔６６２の出口ポート６７４を越えて伸長されることができる。最大針深さコントローラ５４０は、第二の剛性部材５５２によってストップ板５５４に結合されている。針注入コントローラ５４２は、第三の剛性部材５５６によって針注入支持部材５５８に結合されている。遠位貯蔵部プランジャコントローラ５４８は、第四の剛性部材５５０によって遠位貯蔵部プランジャ５１４に結合されている。第二の剛性部材５５２と第三の剛性部材５５６と第四の剛性部材５５０は、カニューレ５０２のスロット５０３を通して伸長する。針注入支持部材５５８は、カニューレ５０２の長さを伸ばし、例えば溶接またはろう付けによって、注入針５０４に接合されている。ストップ板５５４は、スロットが付けられたカニューレ５０２の内側で針注入支持部材５５８の外側に配置されている。
【００５９】
注入針５０４がカニューレ５０２の遠位端を越えて伸長することができる最大長は、最大針深さコントローラ５４０によって制限されることができる。最大針深さコントローラ５４０は、ストップ板５５４と、針注入コントローラ５４２に取り付けられている第三の剛性部材５５６の間の距離を調節するのに使われる。注入針５０４は、針注入コントローラ５４２をトルクデバイス５４６に向けてスライドすることによって、注入カニューレ５０２の遠位端を越えて伸長されることができる。
【００６０】
カニューレ伸長コントローラ５３６と、最大針深さコントローラ５４０と、針注入コントローラ５４２とトルクデバイス５４６を含んだ注入システム５００の制御メカニズムは、関心のあるサイトにおいて針を安全に注入するためにリアルタイムの心エコー検査誘導との組み合わせで使われても良い。リアルタイムの心エコー検査誘導は、心筋穿孔の一次的防止のための視覚的フィードバックを提供する。最大針深さコントローラ５４０は、心筋穿孔の二次的防止として、近位機械的コントロールを提供する。治療薬は、遠位貯蔵部プランジャコントローラ５４８の使用によって、遠位貯蔵部５０６から注入針５０４を通して関心のあるサイトまで配送されることができる。
【００６１】
図２５、２６および２７は、発明の側面に従った経心内膜注入の画像誘導のための処理ステージのセットを描いているフロー図である。図２５は、左心室壁中の梗塞した領域への治療薬の経心内膜注入のための処理ステージの例示的セットを示す。カテーテルは、逆行アプローチを介してステップ７００で左心室チェンバーに配送される。カテーテルは、ステップ７０２で疑わしい梗塞をもった領域の撮像を可能とするように方向付けされる。ステップ７０４でベースライン画像のセットがそれから取得される。
【００６２】
梗塞の領域は、ステップ７０６で同定される。ここで図２６を参照すると、梗塞領域を同定するための処理ステージの例示的セットが描かれている。画像データが最初にステップ７３０で取得される。梗塞領域の同定は、血液および非血液組織へのステップ７３２での画像の区分と、ステップ７３４での撮像システムおよび超音波トランスデューサー効果についての画像データの補償と、ステップ７３６での組織分類子の計算と、最後にステップ７３８での梗塞領域の同定を含む。システムおよびトランスデューサー効果の補償は、組織分類の正確さを悪化させることができる超音波信号中の範囲に依存した振幅および周波数の変動を軽減する。図２７は、組織分類子の計算のための処理ステージの例示的セットを示す。関心のある画像データが選択される７５０。積分された後方散乱と減衰勾配の組織パラメータが、それぞれステップ７５２と７５４で計算される。そのような組織分類子の計算は、超音波組織分類の当業者には周知である。決定ブロック７５６によって指し示されるように、プロセスは全ての関心のある画像データについて繰り返される。ここで図２６を参照すると、計算された組織分類子は、ステップ７３８で梗塞領域を同定するのに使われる。梗塞した組織は、積分された後方散乱と減衰勾配のより高い値を有することが知られている。梗塞した組織に対応する組織分類子の範囲は、経験的に決定される。
【００６３】
ここで再び図２５を参照すると、注入カニューレは、ステップ７０８で梗塞のサイトにおいて配備され安定化される。注入針のための最大深さ限度が、ステップ７１０で設定される。針はそれから、ステップ７１２で心筋層中に注入される。治療薬が、ステップ７１４で心筋層中に注入される。針は、ステップ７１６で注入サイトから取り外され、必要に応じて決定ブロック７１８に引き続いて次の注入サイトにおいて再位置付けされる。
【００６４】
本発明の特定の実施形態が示され記載されたが、変形がなされても良く、従って添付の請求項中に、それらの請求項によって規定された発明の真の精神と範囲内に入る全てのそのような変更および変形が、カバーされることが意図されている。
【技術分野】
【０００１】
[優先権主張]本出願は、２００９年７月２３日に出願された同時係属中の米国仮特許出願シリアル番号61/228,057の恩恵を主張し、その出願はその全体が引用によってここに組み込まれる。
【０００２】
本発明は、全体的に、充血性心不全および心臓発作後のその他の機能不全のような、心機能不全をもった患者のための治療に関する。本発明は、より特定には、心機能不全のためのカテーテルベースの治療に関する。本発明はまた、特定には、心機能不全のための細胞ベースの治療に関する。
【背景技術】
【０００３】
米国には、心臓発作または心筋梗塞を生き抜いた大人が推定で７，７５０，０００人いる。これらの心筋梗塞はしばしば、充血性心不全や潜在的に生命を脅かす心臓リズム障害に繋がる。細胞ベースの治療は、そのような損傷した心臓を再構築するための期待を抱かせるアプローチとして登場した。特に、カテーテルベースの経心内膜注入は、有望な配送モードと考えられる。治療薬の例は、間葉幹細胞と骨格筋芽細胞からなる。
【０００４】
治療薬の効果的なカテーテルベースの配送は、左心室の内部アーキテクチャーの知識と、左心室チェンバー中でカテーテルを位置付けして方向付けする能力を要求する。更には、典型的には注入針によって、心筋層中に貫通して治療薬を注入する能力が要求される。もし心室内注入カテーテルが、左心室壁中への針注入の深さを制御し、心筋穿孔を防ぐためのリアルタイムの画像誘導を可能とした一体化された心エコー検査能力からなっていれば、有利であろう。もし同じカテーテルが、好適な注入サイトを指し示すために梗塞した領域を同定するのに使われることができれば、更に有利であろう。もし注入針の取り出しに引き続いて治療薬の漏洩を防ぐことができれば、更にもっと有利であろう。もし配送中に治療細胞へのトラウマを最小化するように治療薬が遠位貯蔵部から配送されることができれば、更にますますもっと有利であろう。
【発明の概要】
【０００５】
発明は、一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテルを提供する。カテーテルは、心臓中に挿入されるように配置された遠位端と撮像コアを有する細長い本体からなる。撮像コアは、心臓の視覚化を可能とするために心エコー検査画像を表す電気信号を提供するように遠位端において超音波エネルギーを送出し、反射された超音波エネルギーを受け取るように配置されている。カテーテルは更に、撮像コアと共に細長い本体上を搬送される注入器を含む。注入器は、撮像コアによって視覚化された心臓の組織中に治療薬を注入するように配置されている。
【０００６】
細長い本体は、撮像コアの縦方向の位置付けを許容するための入れ子式セクションを含んでいても良い。撮像コアは、機械的に回転する撮像コアであっても良い。
【０００７】
カテーテルは、細長い本体の遠位端が所望の方向に偏向することを引き起こす偏向システムを更に含んでいても良い。偏向システムは、操縦可能なガイド鞘を含んでいても良い。 偏向システムは、代替的に、偏向セクション鞘と、操縦リングと、少なくとも１つの操縦ワイヤと、偏向制御ノブを含んでいても良い。
【０００８】
カテーテルの細長い本体は、ガイドワイヤを受け入れるガイドワイヤ管腔を含んでいても良い。ガイドワイヤ管腔は、カテーテルの細長い本体の遠位端にあっても良い。代替的に、ガイドワイヤ管腔は、遠位端の近位のカテーテルの細長い本体に沿って伸びていても良い。
【０００９】
細長い本体は、撮像コア管腔と外側円周表面を含んでいても良い。撮像コア管腔と外側表面は、細長い本体の円周の一部に渡って細長い本体の実質的に一様な壁厚を規定しても良い。
【００１０】
撮像コアは、複数のトランスデューサーからなる。カテーテルは、カニューレ管腔を更に含んでいても良く、注入器が、カニューレ管腔によって受け入れられたカニューレと、カニューレ内の注入針を含んでいても良い。カニューレは、超弾性材料で形成されていても良い。
【００１１】
カテーテルは、注入器を含んだ注入システムを更に含んでいても良い。注入システムは近位ハンドルを含んでいても良い。注入ハンドルは、カニューレを伸長し、注入針を前進させ、カニューレを越えた注入針の前進を制限し、カニューレを捩るための注入コントロールを含んでいても良い。注入針は、カニューレ内での注入針の前進を制限する端部ストップを含んでいても良い。注入システムは、カニューレ内の貯蔵部と治療薬を針中に強制的に入れるプランジャを更に含んでいても良い。
【００１２】
注入器は、注入針のペアを含んでいても良い。注入器は、光ファイバー束と、注入された生体吸収性ポリマー溶液を光架橋するための紫外線光源から更になっていても良い。
【００１３】
発明は更に、心臓の左心室壁中への治療薬の画像誘導された経心内膜注入を提供する方法を提供する。方法は、一体化された心エコー検査能力を有する心室内注入カテーテルを提供するステップを含む。カテーテルは、心臓中に挿入されるように配置された遠位端と撮像コアを有する細長い本体を含んでいても良い。撮像コアは、心臓の視覚化を可能とするために心エコー検査画像を表す電気信号を提供するように遠位端において超音波エネルギーを送出し、反射された超音波エネルギーを受け取るように配置されていても良い。カテーテルは更に、撮像コアと共に細長い本体上を搬送される注入器を含んでいても良い。注入器は、撮像コアによって視覚化された心臓の組織中に治療薬を注入するように配置されている。方法は更に、心臓の左心室中に心室内注入カテーテルを配送するステップと、撮像コアを使って心臓の左心室壁を視覚化するステップと、左心室の梗塞領域を同定するステップと、注入器を使って左心室の視覚化された梗塞した領域中に治療薬を注入するステップと、を含む。方法は、治療薬の逆流を防ぐために注入器で生体吸収性薬剤を注入する更なるステップを含んでいても良い。
【００１４】
発明は、その更なる特徴と利点と共に、付随する図面との関係で以下の記載を参照することによって最も良く理解され得て、そのいくつかの図では同様の参照番号が同一の要素を同定する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、カテーテルの使用を描く。
【図２】図２は、一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテルシステムのブロック図を示す。
【図３】図３は、発明を実施しているカテーテルの部分的断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図３のラインＡ−Ａに沿って取られた断面図である。
【図４】図４は、部分的に分解して示された図３のカテーテルの部分的断面図である。
【図５】図５は、本発明の一側面に従った注入カニューレおよび針を有する図３のカテーテルの遠位端の部分的断面図である。
【図６】図６は、発明を実施している別のカテーテルの部分的断面図である。
【図７】図７は、発明を実施している別のカテーテルの部分的断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、図７のラインＡ−Ａに沿って取られた断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７のラインＢ−Ｂに沿って取られた断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７のラインＣ−Ｃに沿って取られた断面図である。
【図８】図８は、偏向されて示された発明を実施している別のカテーテルの部分的断面図である。
【図９】図９は、発明を実施している更に別のカテーテルの断面図である。
【図１０】図１０は、発明を実施している更に別のカテーテルの断面図である。
【図１１】図１１は、発明を実施している更に別のカテーテルの断面図である。
【図１２】図１２は、発明を実施している別のカテーテルの遠位端の部分的断面図である。
【図１３】図１３は、発明を実施している別のカテーテルの遠位端の部分的断面図である。
【図１４】図１４は、発明の更なる側面に従った複数のトランスデューサーを有する別のカテーテルの撮像コアの側面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、発明を実施している注入システムの上面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの注入システムの側面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、その内部エレメントをより詳細に示している図１５Ａの注入システムの別の上方部分的断面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａの注入システムの部分的側方断面図である。
【図１７】図１７は、発明の更なる側面に従った注入カニューレとサイドポートおよび閉じた端部をもった注入針の遠位先端部の断面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、発明の更なる側面に従ったサイドポートおよび開いた端部をもった別の注入針の遠位先端部の断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、発明の更なる側面に従った開いた端部をもった注入針の遠位先端部の斜視図である。
【図１９】図１９は、発明の側面に従った注入カニューレと端部ストップをもった注入針の遠位先端部の断面図である。
【図２０】図２０は、発明の更なる側面に従った二重注入針を有する注入針の遠位先端部の斜視図である。
【図２１】図２１は、発明の更なる側面に従った光ファイバー束をもった二重注入針の遠位先端部の斜視図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、図２１のラインＡ−Ａに沿って取られた断面図である。
【図２２】図２２は、発明を実施している更に別のカテーテルの部分的断面図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、発明を実施している別の注入システム近位ハンドルの上面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、図２３Ａの注入システムの側面図である。
【図２４Ａ】図２４Ａは、その内部エレメントをより詳細に示している図２３Ａの注入システムの別の上方部分的断面図である。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、図２４Ａの注入システムの側方部分的断面図である。
【図２５】図２５は、発明の側面に従った経心内膜注入の画像誘導のための処理ステージを描いたフロー図である。
【図２６】図２６は、梗塞領域を同定するための処理ステージを描いたフロー図である。
【図２７】図２７は、発明の更なる側面に従った組織分類子を計算するための処理ステージを描いたフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、操縦可能なガイド鞘４を介して配送された、一体化された心エコー検査能力を有する心室内注入カテーテル２をその中に有した心臓の外側切り取り描写を示す。操縦可能なガイド鞘４は、大腿動脈サイトから大動脈６まで経皮的におよび大動脈弁８を通して左心室１０中に配送される。カテーテル２は、機械的に回転する撮像コア１２と、注入カニューレ４０２と、注入針４０４からなる。図１は、心エコー検査誘導下で左心室壁中の関心領域１４中に針を注入するのに、操縦可能なガイド鞘４と心室内注入カテーテル２がどのように使われることができるかを描いている。
【００１７】
図２は、一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテル２と、注入制御システム２０と、患者インターフェースモジュール２２と、コンソール２４からなる心室内注入カテーテルシステムのハイレベルブロック図を示す。注入制御システム２０は、カテーテル２に機械的に結合されている。患者インターフェースモジュールは、カテーテルに電気的および機械的に結合されている。患者インターフェースモジュール２２は更に、システムからの患者の電気的隔離を提供する。患者インターフェースモジュール２２は、例えばMoore et al.による米国特許出願シリアル番号12/633,278に追加の詳細をもって記載されている形を取っても良く、その全ての開示はここで引用によってここに組み込まれる。患者インターフェースモジュール２２とコンソール２４は、アナログおよびデジタル信号線によって結合されている。コンソール２４は、患者インターフェースモジュール２２の動作とカテーテル２の撮像の側面を制御する。コンソール２４は、更に画像を表示しても良い。心室内注入カテーテルシステムは、例えば、心臓発作の犠牲者への細胞ベースの溶液のような治療薬の経心内膜注入の画像誘導を提供するために、有利に採用されても良い。
【００１８】
図３を参照すると、それは本発明の側面を実施している一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテル２を示している。カテーテル２は、第一の近位ハウジング３０と、入れ子式セクション３２と、第二の近位ハウジング３３と、近位セクション３４と、遠位セクション３６と、撮像コア１２と、注入システム４００からなる。心室内注入カテーテル２は、操縦可能なガイド鞘４（図１）との組み合わせで使われても良く、そこではカテーテル２は図１に描かれているように操縦可能なガイド鞘４内に配置される。カテーテル長は、一般的には１００ｃｍと１５０ｃｍの間、より特定には例えば１１０ｃｍと１２０ｃｍの間、であっても良い。カテーテル近位セクション３４の直径は、例えば約１０Ｆのように、一般的には８Ｆと１８Ｆの間であっても良い。カテーテル遠位セクション３６の直径は、例えばおよそ８Ｆのように、６Ｆと１０Ｆの間であっても良い。
【００１９】
第一の近位ハウジング３０は、係合ピン４１を介して患者インターフェースモジュール（図示せず）に繋がり、駆動ケーブル４０に機械的エネルギーを、超音波トランスデューサー４４に電気的に接続されている駆動ケーブル４０内に配置された送信ライン４２中に電気的エネルギーを、結合する。食塩水フラッシュポート４３は、超音波トランスデューサー４４から遠位セクション３６の外部への音響的結合を可能とする。第一の近位ハウジングの追加の記載については、Mooreによる米国特許出願シリアル番号12/336,441が参照されても良く、その全ての開示はここで引用によってここに組み込まれる。
【００２０】
入れ子式セクション３２は、カテーテル鞘に対する撮像コア１２の縦方向の並進を可能とする。入れ子式セクション３２は、外側支持部材４６と、内側管状部材４８と、内側管状部材４８中にスライドする一次内側部材５０を含む。入れ子式セクションは更に、端部キャップ５２と、内側管状部材４８の遠位端に接合されている端部ストップ５４を含む。内側管状部材４８は、近位ハウジング３０に接合されている。支持部材４６と一次内側部材５０は、第二の近位ハウジング３３に接合されている。端部キャップ５２は、入れ子式セクション３２の制御された動きのための接続ポイントを提供する溝５３を含む。端部ストップ５４は、入れ子式セクションが完全に伸ばされた時に支持部材４６と一次内側部材５０が内側管状部材４８から離脱することを防止する。入れ子式セクション長は、一般的には１ｃｍと５ｃｍの間、より特定には２ｃｍと３ｃｍの間である。一次内側部材５０は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはステンレス鋼のような生体適合性材料で形成されている。一次内側部材５０は、典型的には０．０７５″と０．１００″の間の内径を有する。支持部材４６もまた、ＰＥＥＫまたはステンレス鋼のような生体適合性材料で形成されている。そのような入れ子式セクションの更なる記載は、例えば、Mooreによる米国特許出願シリアル番号12/336,441に見つけられ得て、その全ての開示はここで引用によってここに組み込まれる。
【００２１】
近位セクション３４は、二次部材５８と、撮像コア管腔６０と、注入カニューレ管腔６２を含む。近位セクション３４の断面図が図３Ａに描かれている。近位セクション３４は更に、注入カニューレのための出口ポート６４を含む。二次部材５８は、ＰＥＥＫのような生体適合性材料で形成されており、一般的には８Ｆと１８Ｆの間、より特定には約１０Ｆの外径を有する。撮像コア管腔６０の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。注入カニューレ管腔６２の直径は、典型的に２０ゲージと２２ゲージの間のサイズの注入カニューレが通過するのに十分な、０．０３０″と０．０３７″の間であっても良い。
【００２２】
遠位セクション３６は、遠位鞘６６と、フラッシング出口ポート６８と、非侵襲的先端部７０と、撮像コア管腔６０を含む。遠位鞘６６は、音響的損失を最小化するポリエチレンまたはその他の熱可塑性ポリマーのような生体適合性の柔軟な材料で形成されている。非侵襲的先端部７０は、ポリエーテルブロックアミド（Ｐｅｂａｘ（登録商標））またはＰｅｂａｘ６３Ｄおよび４０ＤのようなＰｅｂａｘ等級のブレンドのような低デュロメーター材料で形成されている。撮像コア管腔６０の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。
【００２３】
撮像コア１２は、駆動ケーブル４０と、トランスデューサーハウジング７２と、超音波トランスデューサー４４と、駆動ケーブル４０内に配置された送信ライン４２を含む。撮像コアは、患者インターフェースモジュールにコネクター７４によって電気的および機械的に結合されている。電気的結合は、超音波トランスデューサー４４への送信ライン４２に沿った電気信号の送信と受信を可能とする。機械的結合は、撮像コア１２の回転を可能とする。駆動ケーブル４０は、０．０７０″と０．１８０″の範囲中、より特定には１０Ｆの遠位鞘プロファイルについて約０．１０５″、のコイル外径をもったステンレス鋼ラウンドワイヤコイルで形成されている。加速中の駆動ケーブルの伸長と圧縮は、正確な位置付けを確かなものとするために最小化されなければならない。駆動ケーブルはまた、撮像コアの非一様な回転を最小化するべきである。トランスデューサーハウジング７２は、ZelenkaとMooreによる米国特許出願シリアル番号12/330,308に追加の詳細をもって記載されており、その全ての開示はここで引用によってここに組み込まれる。
【００２４】
超音波トランスデューサー４４は、少なくとも一つの圧電層を含み、導電層と、少なくとも一つのマッチング層と、バッキング層を更に含んでいても良い。超音波トランスデューサー４４は更に、レンズを含んでいても良い。撮像カテーテルのための超音波トランスデューサーのデザインと作製は、当業者に周知である。超音波トランスデューサーは、一般的には５ＭＨｚから６０ＭＨｚ、より特定には１０ＭＨｚから３０ＭＨｚの間、の周波数範囲上で動作する。
【００２５】
注入システム４００は、注入カニューレ４０２と、注入カニューレ４０２内に配置された注入針（図示せず）からなる。注入カニューレ４０２は、湾曲した形状を取ることができるニッケル−チタニウム（またはNitinol）合金のような生体適合性の超弾性材料で形成されていても良い。カニューレサイズは、一般的には２０ゲージと２４ゲージの間、より特定には約２２ゲージである。注入カニューレ４０２の遠位先端部は、超音波画像誘導を容易にするためにエコー源性となるように処理されることができる。
【００２６】
図４は、入れ子式セクション３２が部分的に伸長された位置にある図３の心室内注入カテーテル２を描いている。お互いに固定的に取り付けられている第一の近位ハウジング３０と撮像コア１２は、入れ子式セクション３２、第二の近位ハウジング３３および近位鞘３４に対して並進させられて示されている。入れ子式撮像カテーテルは、近位鞘３４と遠位鞘（図示せず）がその場に固定されたまま残る一方で、撮像コア１２が撮像コア管腔６０を通して縦方向に並進することを可能とする。
【００２７】
図５は、注入カニューレ４０２と注入針４０４の心エコー検査誘導のための図３の実施形態の遠位端を描いている。注入カニューレ４０２は、関心のある特定のサイトへの注入針４０４の画像誘導された配送を容易にするように成形されている。経心内膜注入の画像誘導のために最適な曲げ角度は、経験的に決定されることができる。一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテルは、左心室壁中への針注入中にリアルタイムの画像誘導を提供し、心筋穿孔の防止を容易にする。
【００２８】
ここで図６を参照すると、発明を実施している一体化された心エコー検査能力をもった別の心室内注入カテーテル１０２を示している。心室内注入カテーテル１０２は、近位ハウジング１３２と、近位部材１３４と、遠位鞘１３６と、注入システム１３８からなる。撮像コア１１２の縦方向の位置は、入れ子式セクションが含まれていないので、カテーテル鞘１３４、１３６に対して固定されたまま残る。非入れ子式カテーテルは、撮像コア１１２の縦方向の位置付けが決定的に重要ではない応用においては削減された複雑度と製造コストのために有利であり得る。
【００２９】
図７を参照すると、発明を実施している一体化された心エコー検査および偏向能力をもった心室内注入カテーテル２０２の別の代替的実施形態が示されている。心室内注入カテーテル２０２は、第一の近位ハウジング３０と、入れ子式セクション３２と、第二の近位ハウジング２３３と、近位セクション２３４と、偏向セクション２３５と、遠位セクション２３６と、撮像コア１２と、注入システム４００を含む。偏向能力をもった心室内注入カテーテルの利点は、カテーテルの配送と位置付けのために操縦可能なガイド鞘が要求されないことである。カテーテル長は、一般的には１００ｃｍと１５０ｃｍの間、より特定には１１０ｃｍと例えば１２０ｃｍの間、であっても良い。近位セクション２３４の直径は、一般的には８Ｆと１８Ｆの間、より特定には例えば約１０Ｆ、であっても良い。遠位セクション２３６の直径は、一般的には６Ｆと１０Ｆの間、より特定には例えば約８Ｆ、であっても良い。
【００３０】
第一の近位ハウジング３０は、係合ピン４１を介して患者インターフェースモジュール（図示せず）に繋がる。それは、駆動ケーブル４０に機械的エネルギーを、超音波トランスデューサー４４に電気的に接続されている駆動ケーブル４０内に配置された送信ライン４２中に電気的エネルギーを、結合する。
【００３１】
入れ子式セクション３２は、前述した通り、カテーテル鞘に対する撮像コア１２の縦方向の並進を可能とする。入れ子式セクション３２は、外側支持部材４６と、内側管状部材４８と、内側管状部材４８中にスライドする一次内側部材５０を含む。入れ子式セクションは更に、端部キャップ５２と、内側管状部材４８の遠位端に接合されている端部ストップ５４を含む。内側管状部材４８は、近位ハウジング３０に接合されている。支持部材４６と一次内側部材５０は、第二の近位ハウジング３３に接合されている。端部キャップ５２は、入れ子式セクション３２の制御された動きのための接続ポイントを提供する溝５３を含む。端部ストップ５４は、入れ子式セクションが完全に伸ばされた時に支持部材４６と一次内側部材５０が内側管状部材４８から離脱することを防止する。入れ子式セクション長は、一般的には１ｃｍと５ｃｍの間、より典型的には２ｃｍと３ｃｍの間である。一次内側部材５０は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）またはステンレス鋼のような生体適合性材料で形成されていても良い。一次内側部材５０は、典型的には例えば０．０７５″と０．１００″の間の内径を有する。支持部材４６もまた、ＰＥＥＫまたはステンレス鋼のような生体適合性材料で形成されていても良い。
【００３２】
第二の近位ハウジング２３３は、ガイドワイヤ管腔２６３と、撮像コア管腔２６５と、注入カニューレ管腔２６７を含む。第二の近位ハウジング２３３は更に、例えば溶接、ろう付け、はんだ付けによってのように、操縦ワイヤ２８０、２８２に接合されている偏向制御ノブ２７８を含む。第二の近位ハウジング２３３は、生体適合性の堅い材料で形成されていても良い。ガイドワイヤ管腔２６３の直径は、例えば０．０１４″と０．０１８″と０．０３５″のガイドワイヤが通過するのに十分な、０．０１５″と０．０３７″の間であっても良い。撮像コア管腔２６５の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。注入カニューレ管腔２６７の直径は、例えば一般的に２０ゲージと２２ゲージの間のサイズの注入カニューレが通過するのに十分な、０．０３０″と０．０３７″の間であっても良い。第二の近位ハウジング２３３は、一次内側部材５０と近位セクション２３４の二次部材２５８に接合されている。
【００３３】
ここで図７と共に図７Ａを参照すると、近位セクション２３４は、二次部材２５８と、複数の管腔を含む。複数の管腔は、撮像コア管腔２６０と、ガイドワイヤ管腔２６１と、注入カニューレ管腔２６２と、２つの操縦ワイヤ管腔２８４、２８６を含む。近位セクションは更に、注入カニューレのための出口ポート２６４を含む。二次部材２５８は、ＰＥＥＫのような生体適合性の柔軟な材料で形成されていても良く、一般的には８Ｆと１８Ｆの間、より特定には例えば約１０Ｆの外径を有していても良い。撮像コア管腔２６０の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。ガイドワイヤ管腔２６１の直径は、例えば０．０１４″と０．０１８″と０．０３５″のガイドワイヤが通過するのに十分な、０．０１５″と０．０３７″の間であっても良い。操縦ワイヤ管腔２８４、２８６の直径は、例えば０．００６″と０．０１２″の間の直径を有する操縦ワイヤが通過するのに十分な、０．００８″と０．０１４″の間であっても良い。注入カニューレ管腔２６２の直径は、例えば２０ゲージと２２ゲージの間のサイズの注入カニューレが通過するのに十分な、０．０３０″と０．０３７″の間であっても良い。
【００３４】
ここで図７と共に図７Ｂを参照すると、偏向セクション２３５は、偏向セクション鞘２８８と、補強コイル２９０と、操縦リング２９２と、複数の管腔を含む。偏向セクション鞘２８８は、オレフィンのような低デュロメーター材料で形成されていても良い。オレフィンは、近位セクション２３４と遠位セクション２３６への接合を容易にする。低デュロメーター材料の使用は更に、カテーテルが偏向セクション２３５中で曲がることを確かなものとする。複数の管腔は、撮像コア管腔２９４と、ガイドワイヤ管腔２９１と、２つの操縦ワイヤ管腔２９６、２９８を含む。撮像コア管腔２９４の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。ガイドワイヤ管腔２９１の直径は、例えば０．０１４″と０．０１８″と０．０３５″のガイドワイヤが通過するのに十分な、０．０１５″と０．０３７″の間であっても良い。２つの操縦ワイヤ管腔２９６、２９８の直径は、例えば０．００６″と０．０１２″の間の直径を有する操縦ワイヤが通過するのに十分な、０．００８″と０．０１４″の間であっても良い。
【００３５】
ここで図７と共に図７Ｃを参照すると、遠位セクション２３６は、遠位鞘２６６と、フラッシング出口ポート２６８と、非侵襲的先端部２７０と、撮像コア管腔２９３と、ガイドワイヤ管腔２９５を含む。遠位セクションは更に、ガイドワイヤのための出口ポート２９７を含む。遠位鞘２６６は、音響的損失を最小化するポリエチレンまたはその他の熱可塑性ポリマーのような生体適合性の柔軟な材料で形成されていても良い。非侵襲的先端部は、ポリエーテルブロックアミド（Ｐｅｂａｘ（登録商標））またはＰｅｂａｘ６３Ｄおよび４０ＤのようなＰｅｂａｘ等級のブレンドのような低デュロメーター材料で形成されていても良い。撮像コア管腔２９３の直径は、０．０７５″と０．１００″の間であっても良い。ガイドワイヤ管腔２９５の直径は、例えば０．０１４″と０．０１８″と０．０３５″のガイドワイヤが通過するのに十分な、０．０１５″と０．０３７″の間であっても良い。
【００３６】
撮像コア１２は、駆動ケーブル４０と、トランスデューサーハウジング７２と、超音波トランスデューサー４４と、駆動ケーブル４０内に配置された送信ライン４２を含む。撮像コアは、患者インターフェースモジュールにコネクター７４によって電気的および機械的に結合されている。電気的結合は、超音波トランスデューサー４４への送信ライン４２に沿った電気信号の送信と受信を可能とする。機械的結合は、撮像コア１２の回転を可能とする。駆動ケーブル４０は、０．０７０″と０．１８０″の範囲中、例えば１０Ｆの遠位鞘プロファイルについて約０．１０５″、のコイル外径を有するステンレス鋼ラウンドワイヤコイルで形成されていても良い。加速中の駆動ケーブルの伸長と圧縮は、正確な位置付けを確かなものとするために最小化されなければならない。駆動ケーブルはまた、撮像コアの非一様な回転を最小化するべきである。トランスデューサーハウジング７２は、ZelenkaとMooreによる米国特許出願シリアル番号12/330,308に追加の詳細をもって記載されており、その全ての開示はここで引用によってここに組み込まれる。
【００３７】
超音波トランスデューサー４４は、少なくとも一つの圧電層を含んでいても良く、典型的には更に導電層と、少なくとも一つのマッチング層と、バッキング層からなる。超音波トランスデューサー４４は更に、レンズからなっていても良い。撮像カテーテルのための超音波トランスデューサーのデザインと作製は、当業者に周知である。超音波トランスデューサーは、一般的には５ＭＨｚから６０ＭＨｚ、より典型的には１０ＭＨｚから３０ＭＨｚの間、の周波数範囲上で動作する。
【００３８】
注入システム４００は、注入カニューレ４０２と、注入カニューレ４０２内に配置された注入針（図示せず）を含む。注入カニューレ４０２は、湾曲した形状を取ることができるニッケル−チタニウム（またはNitinol）合金のような生体適合性の超弾性材料で形成されていても良い。カニューレサイズは、２０ゲージと２４ゲージの間、より特定には例えば約２２ゲージであっても良い。注入カニューレ４０２の遠位先端部は、超音波画像誘導を容易にするためにエコー源性となるように処理されることができる。
【００３９】
偏向システム２３９は一般的に、偏向制御手段と、少なくとも一つの操縦ワイヤと、操縦リングを含む。この実施形態に従って、偏向システム２３９は、偏向制御ノブ２７８と、２つの操縦ワイヤ２８０、２８２と、操縦リング２９２を含む。操縦ワイヤは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）被膜されたステンレス鋼で形成されていても良い。操縦ワイヤ２８０、２８２の直径は、０．００６″と０．０１２″の間であっても良い。操縦ワイヤ２８０、２８２は、操縦リング２９２に、溶接、ろう付け、またははんだ付けされていても良い。操縦リング２９２は、ステンレス鋼で形成されて偏向セクション２３５の遠位端に向けて位置していても良い。偏向セクション２３５の補強コイル２９０は、撮像コア管腔２９４のピンチングを防止する。代替的に、補強組み紐が補強コイルの代わりに使われることができる。偏向セクション２３５の近位の注入カニューレ出口ポート２６４の位置は、注入カニューレ４０２がカテーテルの偏向を妨げないことを確かなものとする。図８は、偏向制御ノブ２７８が回転された時の心室内注入カテーテル２０２の遠位端の偏向を描いている。
【００４０】
外径と撮像コア管腔の間の可変な厚さを有するオーバーザワイヤ撮像カテーテル鞘は、撮像アーチファクトに繋がることができる。図９に描かれているような代替的な撮像コア管腔３０２を有する遠位セクション鞘３００は、撮像方向に関係のある鞘の下方部分により一様な鞘厚を提供する。遠位セクションの別の代替的な実施形態は、図１０に描かれているような楕円形状の鞘３１０を有する。それもまた、鞘の下方部分により一様な鞘厚を提供する。遠位セクションの更に別の実施形態が図１１に示されており、そこでは遠位鞘３２０が、一様な鞘厚を有する方向の更により大きな範囲を提供する。
【００４１】
短いモノレール先端部のカテーテルデザインは、オーバーザワイヤカテーテルデザインに対する代替形を提供し、そこでは短いモノレール先端部が、図７に示されたオーバーザワイヤデザインとの比較で、カテーテルの高速交換を可能とする。高速交換カテーテルの利点は、それらが典型的にはオーバーザワイヤカテーテルと比較してより小さな全体的プロファイルを有することである。より小さなプロファイルを有するカテーテルは、大腿動脈のようなより小さなアクセスサイトを要求し、それは一方で出血する合併症を削減し得る。モノレールデザインでは、偏向制御セクション、近位セクション、偏向セクションまたは遠位セクション中にガイドワイヤ管腔を有する必要がない。材料の削減は、製造のコストを削減することができる。
【００４２】
図１２は、撮像コア管腔３３１と、短いモノレール先端部３３２と、フラッシング出口ポート３３４と、ガイドワイヤＧＷのためのガイドワイヤ管腔３３６を有する遠位鞘３３０を含んだ遠位セクションの代替的実施形態を描いている。短いモノレール先端部３３２は、遠位鞘３３０に接合されており、そこでは、撮像コア管腔３３１がガイドワイヤ管腔３３６と平行である。遠位鞘３３０中の壁厚は、撮像コア管腔３３１の周りで一様である。モノレールデザインを含んだそのような遠位セクションは、例えば、Zelenkaによる米国特許出願シリアル番号12/547,972に追加の詳細をもって記載されており、その全ての開示はここで引用によって組み込まれる。
【００４３】
図１３は、撮像コア管腔３４１と、短いモノレール先端部３４２と、フラッシング出口ポート３４４と、ガイドワイヤＧＷのためのガイドワイヤ管腔３４６と、支持バー３４８を有する遠位鞘３４０を含んだ別の代替的な遠位セクションの実施形態を描いている。支持バー３４８は、カテーテルの大きな偏向の場合に撮像コア管腔３４１の崩壊を防止することができる。支持バー３４８は、ステンレス鋼またはＰＥＥＫのような好適に堅い材料で形成されている。
【００４４】
機械的に回転し並進する撮像コアをもった撮像カテーテルの利点は、カテーテル鞘を再位置付けすることなく関心のある容積を撮像する能力である。撮像コアは、外部並進デバイスによってカテーテル鞘内を縦方向に並進させられることができる。心臓のような動いている構造を撮像するために機械的に回転し並進する撮像コアをもった撮像カテーテルの不利点は、心臓運動速度と比較して容積を掃引することができるレートが比較的遅いことである。複数のトランスデューサーエレメントからなる撮像コアは、関心のある容積を撮像するための時間を削減することができる。
【００４５】
図１４は、駆動ケーブル３５２と、第一のトランスデューサーハウジング３５４と、第一の超音波トランスデューサー３５６と、第一の送信ライン３５８と、第二のトランスデューサーハウジング３６０と、第二の超音波トランスデューサー３６２と、第二の送信ライン３６４と、トランスデューサーハウジングカップリング３６６を含んだ撮像コア３５０の代替的実施形態を描いている。第一の超音波トランスデューサー３５６は、第一のトランスデューサーハウジング３５４中に据え付けられ、第一の送信ライン３５８に接続されている。第二の超音波トランスデューサー３６２は、第二のトランスデューサーハウジング３６０中に据え付けられ、第二の送信ライン３６４に接続されている。第二のトランスデューサーハウジング３６０と第二の超音波トランスデューサー３６２の面している方向は、第一のトランスデューサーハウジング３５４と第一の超音波トランスデューサー３５６の面している方向から、面している方向に対して１８０°である。第一のトランスデューサーハウジング３５４と第二のトランスデューサーハウジング３６０は、一般的に柔軟なコイルであるトランスデューサーハウジングカップリング３６６によって機械的に接続されている。
【００４６】
複数のトランスデューサーの使用は、容積を超音波的にスキャンするのに要求される時間の量を削減する。例示的デザインでは、第一と第二のトランスデューサーハウジング３５４、３６０とトランスデューサーハウジングカップリング３６６は、単一のステンレス鋼ハイポチューブから作製することができる。第一と第二のトランスデューサーハウジング３５４、３６０は、適合されたスロットによって第一と第二の超音波トランスデューサー３５６、３６２に堅い支持を提供する。トランスデューサーハウジングカップリング３６６は、ハイポチューブの螺旋切り取りセクションであり、軸方向剛性を曲げ柔軟性で第一と第二のトランスデューサーアッセンブリーに釣り合わせる。螺旋切り取りのピッチは、一定であることができ、または目標硬度特性に依存して変動することができる。例えば、ピッチはより多くの柔軟性のために減少されるかまたは、より少ない柔軟性のために増加されても良い。例示的デザインでは、第一と第二のトランスデューサーハウジング３５４、３６０は、約０．１５５″の長さであっても良く、トランスデューサーハウジングカップリング３６６は、約０．２３５″の長さであっても良く、トランスデューサーの直径は、例えば０．１００″であっても良い。螺旋切り取りカップリングのピッチは、０．００４″の切り溝を有する０．０４０″であっても良い。複数のトランスデューサーからなる撮像コアの代替的実施形態は、Moore et al.による米国特許出願シリアル番号12/633,278に追加の詳細をもって記載されており、その全ての開示はここで引用によって組み込まれる。
【００４７】
ここで図１５Aと１５Bを参照すると、そこに示された注入システム４００は、注入カニューレ４０２と、注入カニューレ４０２内に配置された注入針４０４と、近位ハンドル４１０を含む。注入システムは更に、雌ルアー（Luer）ロック４１２と、接続チューブ４１４を含む。近位ハンドル４１０は、カニューレ伸長コントローラ４１６と、最大針深さコントローラ４２０と、針注入コントローラ４２２と、トルクデバイス４２６を含む。最大針深さコントローラ４２０と針注入コントローラ４２２の組み合わせでの使用は、注入中の左心室壁および心膜嚢の穿孔を更に防止することができる。機械的デザイン安全装置が、リアルタイム心エコー検査誘導との組み合わせで動作して、心筋穿孔を防止する。
【００４８】
注入カニューレ４０２は、湾曲した形状を取ることができるニッケル−チタニウム（またはNitinol）合金のような生体適合性の超弾性材料で形成されていても良い。カニューレサイズは、２０ゲージと２４ゲージの間、より特定には例えば約２２ゲージであっても良い。カニューレの遠位先端部は、超音波画像誘導を容易にするためにエコー源性となるように処理されることができる。針４０４は、ステンレス鋼またはニッケル−チタニウム合金で形成されていても良く、２４ゲージと２６ゲージの間のサイズであっても良い。針４０４は、超音波画像誘導を容易にするためにエコー源性となるように処理されることができる。マルチポートマニフォールド（図示せず）が、治療溶液、架橋性ポリマー溶液、およびその他の液体の注入針４０４を通した配送のために、雌ルアーロック４１２に接続されることができる。
【００４９】
ここで図３と共に図１６Aと１６Bを参照すると、近位ハンドル４１０と内部制御メカニズムの実施形態が描かれている。近位ハンドル４１０の内側のカニューレ４０２のセグメントは、スロット４０３が付けられている。カニューレ伸長コントローラ４１６は、第一の剛性部材４２８によってカニューレ４０２に結合されている。カニューレ４０２は、カニューレ伸長コントローラ４１６をトルクデバイス４２６に向けてスライドすることによって、心室内注入カテーテル２の注入カニューレ管腔６２の出口ポート６４を越えて伸長されることができる。最大針深さコントローラ４２０は、第二の剛性部材４３０によってストップ板４３１に結合されている。針注入コントローラ４２２は、第三の剛性部材４３２によって針注入支持部材４３６に結合されている。第二と第三の剛性部材４３０、４３２は、カニューレ４０２のスロット４０３を通して伸長する。針注入支持部材４３６は、カニューレの長さを伸ばし、例えば溶接またはろう付けによってのように、注入針４０４に接合されている。ストップ板４３１は、スロットが付けられたカニューレ４０２の内側で針注入支持部材４３６の外側に配置されている。注入針４０４がカニューレ４０２の遠位端を越えて伸長することができる最大長は、最大針深さコントローラ４２０によって制限されることができる。最大針深さコントローラ４２０は、ストップ板４３１と、針注入コントローラ４２２に取り付けられている第三の剛性部材４３２の間の距離を調節するのに使われる。注入針４０４は、針注入コントローラ４２２をトルクデバイス４２６に向けてスライドすることによって、注入カニューレ４０２の遠位端を越えて伸長されることができる。カニューレ伸長コントローラ４１６と、最大針深さコントローラ４２０と、針注入コントローラ４２２とトルクデバイス４２６を含んだ注入システム４００の制御メカニズムは、関心のあるサイトにおいて針を安全に注入するためにリアルタイムの心エコー検査誘導との組み合わせで使われても良い。リアルタイムの心エコー検査誘導は、心筋穿孔の一次的防止のための視覚的フィードバックを提供する。最大針深さコントローラ４２０は、心筋穿孔の二次的防止として、近位機械的コントロールを提供する。治療薬で満たされた注射器（図示せず）が、雌ルアーロック４１２に接続されて、治療薬の配送のために使われることができる。治療薬は、コネクターチューブ４１４と、柔軟なチューブ４３４と、注入針４０４を通して、心筋層中に通過する。柔軟なチューブ４３４のプロファイルは、コネクターチューブ４１４と比較できるサイズから注入針４０４と比較できるサイズまで先が細くなる。
【００５０】
ここで図１７を参照すると、注入カニューレ４０２の遠位先端部と注入針４０４の実施形態が示されている。針４０４は、一次斜面４７０と二次斜面４７２をもった、閉じたノンコアリング先端部４０５を含む。針は更に、治療薬を分配するためのサイドフラッシュポート４７４を含む。注入針４０７の代替的実施形態が図１８Aと１８Bに示されており、そこでは針の遠位先端部４０８は開いている。
【００５１】
注入針の更に別の代替的実施形態が図１９に示されており、そこでは注入針４７１は、端部ストップ４８２からなる。端部ストップ４８２は、スエージ加工またはレーザー溶接を含んだいくつかの異なる方法によって形成されることができる。端部ストップ４８２は、注入針が、例えば約６ｍｍのような、カニューレを越えた予め決められた最大長を越えて伸長しないことを確かなものとする。遠位カニューレ先端部と遠位針先端部の相対的縦方向位置は、大動脈弓のような彎曲した経路を横切っている時にはシフトすることができるので、注入制御システムの近位ハンドルにおける最大深さリミッタ−は十分ではないかも知れない。端部ストップ４８２は、リアルタイム心エコー検査誘導と最大深さ限度コントローラによって提供された安全装置に加えて、注入針による事故的心筋穿孔を更に軽減する安全装置を提供する。
【００５２】
注入された治療薬の後方漏れは、薬の効能を削減することができる。後方漏れは、体温に達するとゲル化するポロクサマーのような生体吸収性ポリマー溶液の注入によって防止することができる。ポリマー溶液は、治療溶液の注入と同時に投与されることができる。代替的に、ポリマー溶液は、治療薬の注入の後に注入されることができる。同じ注入針が、治療薬とポリマー溶液の注入のために使われることができる。注入針の代替的実施形態は、図２０に示されたような二重注入針４８４の形を取ることができる。二重注入針４８４の第一と第二の針４８６、４９２は、例えばレーザー溶接によってのように、ラインに沿って接合されている。例えば、治療薬が針４８６を使って注入されることができる一方、ポリマー溶液は針４９２を使って注入されることができる。二重注入針４８４は、第二の針に接続された注入システムの近位ハンドルにおいて、第二の接続チューブと雌ルアーロック（図示せず）との組み合わせで使われても良い。
【００５３】
治療薬の後方漏れを防止するための代替的アプローチは、ポリ（エチレングリコール）（またはPEG）のような生体吸収性の光架橋性ヒドロゲルの使用によるものである。光架橋性ヒドロゲルは、治療薬と同時にまたは二次的に投与されても良い。注入サイトにおけるヒドロゲルの紫外線照射が光架橋を開始し、図２１と２１Aに示されたような光ファイバー束４６４を使って行われることができる。光ファイバー束４６４は、注入針の長さに渡っており、接合ライン４６６の上に配置されることができる。光ファイバー束の近位端は、例えば３６５ｎｍの長い波長を有する光を提供しているランプを含んだ紫外線光源（図示せず）に結合されても良い。
【００５４】
治療薬の関心領域への配送に関する更に別の心配は、治療薬の生存可能性を悪化させるような、近位端から遠位端への注入針を通した配送中の治療細胞への潜在的なトラウマである。注入システム５００の代替的実施形態が図２２に示されており、そこでは配送経路の長さを最小化するように、治療薬は遠位貯蔵チェンバー５０６中に装填されることができる。遠位貯蔵チェンバー５０６は、複数の注入のために十分な容積のものであることができる。カニューレ管腔６６２のサイズは、駆動ケーブル６４０と撮像コア管腔６６０のサイズを削減することによって増加されることができる。カニューレ管腔６６２のサイズは、カテーテルプロファイルを増加することによって更に増加されることができる。
【００５５】
注入針５０４の近位端は、貯蔵チェンバー５０６に接合されている。貯蔵チェンバーは、針をカニューレ５０２の近位端ストップ５０８によって決定されるその最も近位の位置まで引っ込めることによって、治療薬が装填されることができる。貯蔵チェンバーがこの装填位置にある時に、治療薬の装填を可能とするように貯蔵チェンバー装填窓５１０、カニューレ装填窓５１２および近位鞘装填窓６６４が揃えられることができる。窓５１０、５１２、６６４は、通過孔またはシリコーンのような自己閉鎖性材料で充満された孔であっても良い。貯蔵チェンバー５０６の外側での治療薬の漏洩を更に防止するために、プランジャ５１４とプランジャヘッド５１６が窓の遠位に前進させられる。
【００５６】
カニューレ５０２は、外に広がった先端部５２２をもつ先が細くなった遠位セクション５２０からなる。先が細くなった遠位セクション５２０の肩部５２４は、注入針５０４が、例えば約６ｍｍのような、予め決められた長さを越えて伸長することを更に防止する。カニューレを越えた針の伸長を制限するための遠位手段は、大動脈弓のような彎曲した経路を横切っている時に遠位カニューレ先端部と遠位針先端部の相対的縦方向位置がシフトすることができるような状況で必要であっても良い。外に広がった先端部５２２は、左心室壁に対してカニューレを安定化し、カニューレの組織中への貫通を防止することを助けるために、尖っていない表面５２３を提供する。
【００５７】
ここで図２３Aと２３Bを参照すると、もっと更なる注入システム５００は、注入カニューレ５０２と、注入カニューレ５０２内に配置された注入針５０４と、近位ハンドル５３０を含む。近位ハンドル５３０は、カニューレ伸長コントローラ５３６と、最大針深さコントローラ５４０と、針注入深さコントローラ５４２と、トルクデバイス５４６と、遠位貯蔵部プランジャコントローラ５４８を含む。最大針深さコントローラ５４０は、針５０４がカニューレ５０２の遠位先端部を越えて伸長することができる深さを制約するための近位コントロールである。針注入深さコントローラ５４２は、カニューレ遠位先端部に対する針遠位先端部の位置を変動するように配置されている。遠位貯蔵部プランジャコントローラ５４８は、治療薬を配分するのに使われる。
【００５８】
図２２と共に図２４Aと２４Bを参照すると、近位ハンドル５３０の内部制御メカニズムが描かれている。近位ハンドル５３０の内側のカニューレ５０２のセグメントは、スロット５０３を有する。カニューレ伸長コントローラ５３６は、第一の剛性部材５５０によってカニューレ５０２に結合されている。カニューレ５０２は、カニューレ伸長コントローラ５３６をトルクデバイス５４６に向けてスライドすることによって、心室内注入カテーテル６０２の注入カニューレ管腔６６２の出口ポート６７４を越えて伸長されることができる。最大針深さコントローラ５４０は、第二の剛性部材５５２によってストップ板５５４に結合されている。針注入コントローラ５４２は、第三の剛性部材５５６によって針注入支持部材５５８に結合されている。遠位貯蔵部プランジャコントローラ５４８は、第四の剛性部材５５０によって遠位貯蔵部プランジャ５１４に結合されている。第二の剛性部材５５２と第三の剛性部材５５６と第四の剛性部材５５０は、カニューレ５０２のスロット５０３を通して伸長する。針注入支持部材５５８は、カニューレ５０２の長さを伸ばし、例えば溶接またはろう付けによって、注入針５０４に接合されている。ストップ板５５４は、スロットが付けられたカニューレ５０２の内側で針注入支持部材５５８の外側に配置されている。
【００５９】
注入針５０４がカニューレ５０２の遠位端を越えて伸長することができる最大長は、最大針深さコントローラ５４０によって制限されることができる。最大針深さコントローラ５４０は、ストップ板５５４と、針注入コントローラ５４２に取り付けられている第三の剛性部材５５６の間の距離を調節するのに使われる。注入針５０４は、針注入コントローラ５４２をトルクデバイス５４６に向けてスライドすることによって、注入カニューレ５０２の遠位端を越えて伸長されることができる。
【００６０】
カニューレ伸長コントローラ５３６と、最大針深さコントローラ５４０と、針注入コントローラ５４２とトルクデバイス５４６を含んだ注入システム５００の制御メカニズムは、関心のあるサイトにおいて針を安全に注入するためにリアルタイムの心エコー検査誘導との組み合わせで使われても良い。リアルタイムの心エコー検査誘導は、心筋穿孔の一次的防止のための視覚的フィードバックを提供する。最大針深さコントローラ５４０は、心筋穿孔の二次的防止として、近位機械的コントロールを提供する。治療薬は、遠位貯蔵部プランジャコントローラ５４８の使用によって、遠位貯蔵部５０６から注入針５０４を通して関心のあるサイトまで配送されることができる。
【００６１】
図２５、２６および２７は、発明の側面に従った経心内膜注入の画像誘導のための処理ステージのセットを描いているフロー図である。図２５は、左心室壁中の梗塞した領域への治療薬の経心内膜注入のための処理ステージの例示的セットを示す。カテーテルは、逆行アプローチを介してステップ７００で左心室チェンバーに配送される。カテーテルは、ステップ７０２で疑わしい梗塞をもった領域の撮像を可能とするように方向付けされる。ステップ７０４でベースライン画像のセットがそれから取得される。
【００６２】
梗塞の領域は、ステップ７０６で同定される。ここで図２６を参照すると、梗塞領域を同定するための処理ステージの例示的セットが描かれている。画像データが最初にステップ７３０で取得される。梗塞領域の同定は、血液および非血液組織へのステップ７３２での画像の区分と、ステップ７３４での撮像システムおよび超音波トランスデューサー効果についての画像データの補償と、ステップ７３６での組織分類子の計算と、最後にステップ７３８での梗塞領域の同定を含む。システムおよびトランスデューサー効果の補償は、組織分類の正確さを悪化させることができる超音波信号中の範囲に依存した振幅および周波数の変動を軽減する。図２７は、組織分類子の計算のための処理ステージの例示的セットを示す。関心のある画像データが選択される７５０。積分された後方散乱と減衰勾配の組織パラメータが、それぞれステップ７５２と７５４で計算される。そのような組織分類子の計算は、超音波組織分類の当業者には周知である。決定ブロック７５６によって指し示されるように、プロセスは全ての関心のある画像データについて繰り返される。ここで図２６を参照すると、計算された組織分類子は、ステップ７３８で梗塞領域を同定するのに使われる。梗塞した組織は、積分された後方散乱と減衰勾配のより高い値を有することが知られている。梗塞した組織に対応する組織分類子の範囲は、経験的に決定される。
【００６３】
ここで再び図２５を参照すると、注入カニューレは、ステップ７０８で梗塞のサイトにおいて配備され安定化される。注入針のための最大深さ限度が、ステップ７１０で設定される。針はそれから、ステップ７１２で心筋層中に注入される。治療薬が、ステップ７１４で心筋層中に注入される。針は、ステップ７１６で注入サイトから取り外され、必要に応じて決定ブロック７１８に引き続いて次の注入サイトにおいて再位置付けされる。
【００６４】
本発明の特定の実施形態が示され記載されたが、変形がなされても良く、従って添付の請求項中に、それらの請求項によって規定された発明の真の精神と範囲内に入る全てのそのような変更および変形が、カバーされることが意図されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓中に挿入されるように配置された遠位端と撮像コアを有する細長い本体であって、撮像コアは、心臓の視覚化を可能とするために心エコー検査画像を表す電気信号を提供するように遠位端において超音波エネルギーを送出し、反射された超音波エネルギーを受け取るように配置されているものと、
撮像コアと共に細長い本体上を搬送される注入器であって、注入器は、撮像コアによって視覚化された心臓の組織中に治療薬を注入するように配置されているものと、
を含む、一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテル。
【請求項２】
細長い本体は、撮像コアの縦方向の位置付けを許容するための入れ子式セクションを含む、請求項１のカテーテル。
【請求項３】
撮像コアは、機械的に回転する撮像コアである、請求項１のカテーテル。
【請求項４】
細長い本体の遠位端が所望の方向に偏向することを引き起こす偏向システムを更に含む、請求項１のカテーテル。
【請求項５】
偏向システムは、操縦可能なガイド鞘を含む、請求項４のカテーテル。
【請求項６】
偏向システムは、偏向セクション鞘と、操縦リングと、少なくとも１つの操縦ワイヤと、偏向制御ノブを含む、請求項４のカテーテル。
【請求項７】
細長い本体は、ガイドワイヤを受け入れるガイドワイヤ管腔を含む、請求項１のカテーテル。
【請求項８】
ガイドワイヤ管腔は、カテーテルの細長い本体の遠位端にある、請求項７のカテーテル。
【請求項９】
ガイドワイヤ管腔は、遠位端の近位のカテーテルの細長い本体に沿って伸びる、請求項７のカテーテル。
【請求項１０】
細長い本体は、撮像コア管腔と外側円周表面を含み、撮像コア管腔と外側円周表面は、細長い本体の円周の一部に渡って細長い本体の実質的に一様な壁厚を規定する、請求項１のカテーテル。
【請求項１１】
撮像コアは、複数のトランスデューサーを含む、請求項１のカテーテル。
【請求項１２】
カニューレ管腔を更に含み、注入器が、カニューレ管腔によって受け入れられたカニューレと、カニューレ内の注入針を含む、請求項１のカテーテル。
【請求項１３】
カニューレは、超弾性材料で形成されている、請求項１２のカテーテル。
【請求項１４】
注入器を含んだ注入システムを更に含み、注入システムは近位ハンドルを含み、注入ハンドルは、カニューレを伸長し、注入針を前進させ、カニューレを越えた注入針の前進を制限し、カニューレを捩るための注入コントロールを含む、請求項１２のカテーテル。
【請求項１５】
注入針は、カニューレ内での注入針の前進を制限する端部ストップを含む、請求項１２のカテーテル。
【請求項１６】
注入器を含んだ注入システムを更に含み、注入システムは、カニューレ内の貯蔵部と治療薬を針中に強制的に入れるプランジャを更に含む、請求項１２のカテーテル。
【請求項１７】
注入器は、注入針のペアを含む、請求項１２のカテーテル。
【請求項１８】
注入器は、光ファイバー束と、注入された生体吸収性ポリマー溶液を光架橋するための紫外線光源を更に含む、請求項１７のカテーテル。
【請求項１９】
心臓中に挿入されるように配置された遠位端と撮像コアを有する細長い本体であって、撮像コアは、心臓の視覚化を可能とするために心エコー検査画像を表す電気信号を提供するように遠位端において超音波エネルギーを送出し、反射された超音波エネルギーを受け取るように配置されているものと、
撮像コアと共に細長い本体上を搬送される注入器であって、注入器は、撮像コアによって視覚化された心臓の組織中に治療薬を注入するように配置されているものと、
を含んだ、一体化された心エコー検査能力を有する心室内注入カテーテルを提供することと、
心臓の左心室中に心室内注入カテーテルを配送することと、
撮像コアを使って心臓の左心室壁を視覚化することと、
左心室の梗塞領域を同定することと、
注入器を使って左心室の視覚化された梗塞した領域中に治療薬を注入することと、
を含む、心臓の左心室壁中への治療薬の画像誘導された経心内膜注入を提供する方法。
【請求項２０】
治療薬の逆流を防ぐために注入器で生体吸収性薬剤を注入する更なるステップを含む、請求項１９の方法。
【請求項１】
心臓中に挿入されるように配置された遠位端と撮像コアを有する細長い本体であって、撮像コアは、心臓の視覚化を可能とするために心エコー検査画像を表す電気信号を提供するように遠位端において超音波エネルギーを送出し、反射された超音波エネルギーを受け取るように配置されているものと、
撮像コアと共に細長い本体上を搬送される注入器であって、注入器は、撮像コアによって視覚化された心臓の組織中に治療薬を注入するように配置されているものと、
を含む、一体化された心エコー検査能力をもった心室内注入カテーテル。
【請求項２】
細長い本体は、撮像コアの縦方向の位置付けを許容するための入れ子式セクションを含む、請求項１のカテーテル。
【請求項３】
撮像コアは、機械的に回転する撮像コアである、請求項１のカテーテル。
【請求項４】
細長い本体の遠位端が所望の方向に偏向することを引き起こす偏向システムを更に含む、請求項１のカテーテル。
【請求項５】
偏向システムは、操縦可能なガイド鞘を含む、請求項４のカテーテル。
【請求項６】
偏向システムは、偏向セクション鞘と、操縦リングと、少なくとも１つの操縦ワイヤと、偏向制御ノブを含む、請求項４のカテーテル。
【請求項７】
細長い本体は、ガイドワイヤを受け入れるガイドワイヤ管腔を含む、請求項１のカテーテル。
【請求項８】
ガイドワイヤ管腔は、カテーテルの細長い本体の遠位端にある、請求項７のカテーテル。
【請求項９】
ガイドワイヤ管腔は、遠位端の近位のカテーテルの細長い本体に沿って伸びる、請求項７のカテーテル。
【請求項１０】
細長い本体は、撮像コア管腔と外側円周表面を含み、撮像コア管腔と外側円周表面は、細長い本体の円周の一部に渡って細長い本体の実質的に一様な壁厚を規定する、請求項１のカテーテル。
【請求項１１】
撮像コアは、複数のトランスデューサーを含む、請求項１のカテーテル。
【請求項１２】
カニューレ管腔を更に含み、注入器が、カニューレ管腔によって受け入れられたカニューレと、カニューレ内の注入針を含む、請求項１のカテーテル。
【請求項１３】
カニューレは、超弾性材料で形成されている、請求項１２のカテーテル。
【請求項１４】
注入器を含んだ注入システムを更に含み、注入システムは近位ハンドルを含み、注入ハンドルは、カニューレを伸長し、注入針を前進させ、カニューレを越えた注入針の前進を制限し、カニューレを捩るための注入コントロールを含む、請求項１２のカテーテル。
【請求項１５】
注入針は、カニューレ内での注入針の前進を制限する端部ストップを含む、請求項１２のカテーテル。
【請求項１６】
注入器を含んだ注入システムを更に含み、注入システムは、カニューレ内の貯蔵部と治療薬を針中に強制的に入れるプランジャを更に含む、請求項１２のカテーテル。
【請求項１７】
注入器は、注入針のペアを含む、請求項１２のカテーテル。
【請求項１８】
注入器は、光ファイバー束と、注入された生体吸収性ポリマー溶液を光架橋するための紫外線光源を更に含む、請求項１７のカテーテル。
【請求項１９】
心臓中に挿入されるように配置された遠位端と撮像コアを有する細長い本体であって、撮像コアは、心臓の視覚化を可能とするために心エコー検査画像を表す電気信号を提供するように遠位端において超音波エネルギーを送出し、反射された超音波エネルギーを受け取るように配置されているものと、
撮像コアと共に細長い本体上を搬送される注入器であって、注入器は、撮像コアによって視覚化された心臓の組織中に治療薬を注入するように配置されているものと、
を含んだ、一体化された心エコー検査能力を有する心室内注入カテーテルを提供することと、
心臓の左心室中に心室内注入カテーテルを配送することと、
撮像コアを使って心臓の左心室壁を視覚化することと、
左心室の梗塞領域を同定することと、
注入器を使って左心室の視覚化された梗塞した領域中に治療薬を注入することと、
を含む、心臓の左心室壁中への治療薬の画像誘導された経心内膜注入を提供する方法。
【請求項２０】
治療薬の逆流を防ぐために注入器で生体吸収性薬剤を注入する更なるステップを含む、請求項１９の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図３Ａ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２１Ａ】
【図２２】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図３Ａ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７】
【図１８Ａ】
【図１８Ｂ】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２１Ａ】
【図２２】
【図２３Ａ】
【図２３Ｂ】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公表番号】特表２０１２−５３３４０９（Ｐ２０１２−５３３４０９Ａ）
【公表日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２１６９０（Ｐ２０１２−５２１６９０）
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４２２２０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１１２６９
【国際公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（５１２０１８２２１）
【出願人】（５１２０１８２３２）
【出願人】（５１２０１８２４３）
【出願人】（５１２０１８２５４）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４２２２０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１１２６９
【国際公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（５１２０１８２２１）
【出願人】（５１２０１８２３２）
【出願人】（５１２０１８２４３）
【出願人】（５１２０１８２５４）
【Ｆターム（参考）】
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