JPH0331050B2

JPH0331050B2 -

Info

Publication number: JPH0331050B2
Application number: JP61277792A
Authority: JP
Inventors: Shii Ooenzu Robaato
Original assignee: Cardiac Pacemakers Inc
Current assignee: Cardiac Pacemakers Inc
Priority date: 1986-02-27
Filing date: 1986-11-20
Publication date: 1991-05-02
Also published as: DE3704500C2; CA1300449C; FR2594681B1; GB2187100B; FR2594681A1; US4721115A; JPS62201138A; GB8623656D0; DE3704500A1; GB2187100A

Description

【発明の詳細な説明】イ発明の分野本発明は、一般に動物の心臓の特性を測定する
ための医療装置に関し、更に詳しくは適当な装置
と共に使い、それによつて心臓出力を長期にわた
つて鼓動毎を基準に監視できる診断カテーテルに
関する。

ロ従来の技術心臓の性能を評価する際及び心臓の異常を診断
する際に、観察すべき重要なパラメータは心臓の
出力で、それは一般に１分当りのリツター数で測
られ、それは心臓の行程容積×振摶数に相当す
る。例えば、心臓梗塞が起きた後に、担当の心臓
医は心臓の血液を送る能力に関する損傷の程度を
評価したいかもしれない。又、ある薬を与えたと
き、担当医はその薬の心臓の性能への影響を監視
したいだろう。

この技術分野では心臓の出力を測定するための
種々の方法が知られている。普通の方法は、カテ
ーテルを使つて心臓に冷たい塩水を注入し、この
カテーテルに心臓の外部の点での、通常は肺流出
管での温度を検出する別の装置を設けた熱稀釈法
を使うことであつた。その本質から考えて、この
手法は比較的離れた間隔での間欠的基準にだけ使
うことができる。この熱稀釈法は鼓動毎を基準と
した実時間データを提供することはできない。

ごく最近、研究者がインピーダンス血量計と呼
ばれる技法を使用して行程容積を測定する方法を
発見した。ここでは、複数の表面電極を有するカ
テーテルを右心室に挿入し、駆動対と呼ぶことが
できる一対の離れた表面電極に交流電圧を加え
る。同時に、電圧信号を検出電極の中間の対で検
出し、そしてこれらの信号は検出電極間のインピ
ーダンスに比例し、そのインピーダンスは問題の
検出電極間の心室に含まれる血液の量の関数であ
ることがわかつた。このようにして心臓の鼓動は
印加された交流搬送信号を変調し、利用できる信
号処理法を使つて、この変調信号を搬送波から除
去することができ、そして行程容積に比例するこ
とがわかつた。

このインピーダンス血量計法について更に知り
たい読者は、本出願の譲受人に譲渡された、 1982年３月29日のロドニーサロ外の出願中の願
書第362903号、並びにそこに引用されている刊行
物を参照されたい。

本発明は、インピーダンス血量計法を使つて行
程容積、従つて心臓出力の実時間監視を容易にす
るために開発した特別目的のカテーテルの設計に
関する。特に、このカテーテルは、正確な読みが
保証できるような方向で駆動及び検出電極対を心
臓の心室内に容易に位置づけられるように設計さ
れている、このカテーテルは、一つの駆動電極を
右心室の頂点に置き、他の駆動電極を肺弁の近く
に置き且つ中間検出電極を心臓内膜組織から離し
て右心室内に配置されるように設計され、心臓内
インピーダンス信号の質を改善し、カテーテルが
誘起するPVCを最小にする。このようにして、
この構成はカテーテルが誘起する不整脈の危険を
減じ、インピーダンス血量計による正確な心臓出
力の決定に必要な物理的電極配置を与えながら、
このカテーテルが長期間適当な位置にとどまるこ
とを可能にする。

ハ発明の要約本発明のカテーテルは、その全長にわたつて延
びる複数の内腔を有する長いプラスチツク管状部
材を含み、そのカテーテル本体は、それが血管系
を通り、心臓の右心室に入ることができるように
十分柔軟である。このカテーテルを配置する支援
をするため、風船の形をした浮遊装置が、このカ
テーテルの末端近くにあり、これらの複数の内腔
の一つ及びこの風船が占める領域でこのカテーテ
ルの壁を貫通する適当な位置の口を経て、適当な
流体によつてふくらまされることができる。この
カテーテルの末端から中心の方に所定の距離又は
長さの位置にあるのは、このカテーテル本体の外
面に取付けられ且つこのカテーテルの第２の所定
の長さにわたつて軸方向に離間した方法で延びる
導電性リングの形をした一連の表面電極である。
これらの表面電極の各々は、第２の内腔を通る線
を経由して、カテーテルの中心端にある適当な電
気コネクタに接続される。

インピーダンス血量計によつて決まる心臓出力
を検証できるようにするため、及び心臓弁膜での
逆流を定量化するための両方で、前進流の独立な
測定をするために、このカテーテルに熱稀釈の設
備をこのカテーテルに含めてもよい。これを達成
するため、風船より中心に近い方のカテーテル本
体の側壁を貫通して口を作り、この口は、サーミ
スタ型センサを含み、そのリード線は更に他の内
腔を通りこのカテーテルの全長にわたつて延び
る。このサーミスタは、要求次第で血液温度を決
めるためにも使うことができる。更に他の口がリ
ング電極の最も中心に近いものより中心に近い方
に位置し、更に他の内腔、即ち中心内腔に通じ
る。この内腔は、右心房の圧力を測るため及び薬
剤の配送のために使用する。又、この中心内腔を
通してカテーテルの中心端に冷たい塩水を注入
し、右心房の中に排出するようにその口から出し
てもよい。それから、次の収縮で、温度変化をサ
ーミスタで検出し且つその温度変化を記録するこ
とによつて、全てこの技術分野でよく知られてい
るように、心臓の出力を推定することができる。

この冷塩水を通すのと同じ内腔にではあるが、
カテーテル側壁の中心排出口より末端の方に、第
１及び第２補強部材があり、それらは短い所定の
距離だけ互いに縦方向に離れ、その補強部材の一
つは、表面電極のまたがるカテーテルの領域にあ
り、他の補強部材はそれより中心に近い方にあ
る。これらの補強部材の間の間隔は、カテーテル
の流れが導く風船部が心臓の肺流出管内にあると
き、最も中心に近い表面電極を右心室の頂点に置
き、カテーテルのより末端側の電極を有する部分
を右心室を通して上方に突出させて、カテーテル
が鋭角で曲がるのを可能にする。更に、カテーテ
ルの同じ内腔内に含まれた補強部材の間の間隔
は、カテーテルの複数の内腔をもつれさせ且つふ
さぐことなく、カテーテルを鋭角で曲げることを
可能にする。その上、このカテーテルの右心室の
中へ及びそれからの路は、このカテーテル本体と
刺激に感じやすい組織の間の接触が最少になるよ
うになつている。従つて、カテーテルが誘起する
PVCの発生を減少することができる。

ニ目的従つて、本発明の主要目的は、行程容積を監視
する際に使用するための新規にして改良されたカ
テーテルを提供することである。

本発明の他の目的は、心臓出力を鼓動毎の基準
での測定を容易にする行程容積監視装置に使用す
るためのカテーテルを提供することにある。

本発明の更に他の目的は、単一のカテーテル構
造で、比較及び／又は較正を行うことができるよ
うに、二つの異なる手法を使つて行程容積測定を
行うための手段を提供することにある。

本発明のその外の目的は、風船から中心に近い
方の所定の距離にわたつて延びる、軸方向に整列
された一連の表面電極を有し、この風船が肺流出
管の中に導かれるとき、これらの表面電極をもつ
たカテーテルの部分が右心室のほぼ全長にわたつ
て延び且つほぼ真直のままである。右心室の、流
れによつて導かれるカテーテルを提供することに
ある。

本発明の更にその外の目的は、カテーテルを右
心室の頂点付近で所定の様式で曲がらせるため
に、その内腔の中に含まれた、離間した補強部材
を有する、流れによつて導かれるカテーテルを提
供することにある。

本発明のこれらやその他の目的及び利点は、当
業者には、以下の好ましい実施例の詳細な説明か
ら、特に添付の図面を参照して考えるとき、明白
となろう。

ホ実施例第１図を参照すると、本発明の診断カテーテル
が長い管状部材１０を含むのがわかる。この部材
は、所定の外径、例示として約2.28mmの外径をも
つように押出され、血栓を生じない傾向のシリコ
ンゴム、ポリリウレタン又はその他の適当なプラ
スチツクから作られるのが好ましい。第２図の断
面図を参照すると、その全長にわたつて延びる複
数の別々の内腔１４，１６，１８，２０及び２２
がある。この明細書をつづけて読めば明らかとな
る理由によつて、この内腔１４は膨張内腔、１６
は末梢内腔、１８は検出電極内腔、２０はサーミ
スタ内腔、及び２２は中心内腔と呼ぶ。上に示し
た典型的サイズのカテーテル１０に対し、膨張は
直径約0.37mmでもよい。内腔１６及び２２は各各
直径約0.81mmでもよい。サーミスタ内腔２０も直
径0.51mmでよく、一方内腔１８は約0.71mmであ
る。

押出カテーテル１０の中心に近い方の端２４に
接着されているのは、種々の装置をこのカテーテ
ル本体１０を貫通するいくつかの内腔に接続する
手段を提供するヨーク部材２６である。このヨー
ク２６は、熱硬化性、医療用級プラスチツクから
成形するのが好ましい。第３図の断面図と第１図
によつて、このヨーク２６内に接着された１本の
塩化ビニール管２８が示され、この管２８の他端
にルアーロツク３０が固着されている。それで、
このルアーロツク３０とカテーテル１０の中心内
腔２２（第２図）との間に流体通路が確立され
る。

第１図に示し、且つ更に第９図の拡大図でよく
わかるように、この管状カテーテル１０の側壁を
貫通し、中心内腔に通じるのは、口３２である。
それで、ルアーロツク３０から、管２８及びヨー
ク２６を通り、そして中心内腔２２を通つてこの
口３２から出る流体通路が確立される。

いくらか似た方法で、好ましくは塩化ビニール
から作られた管３４は、その中心に近い端がルア
ーロツク３６で終る。他端は、ヨーク２６の孔の
中に接着され、その孔は、このカテーテル本体１
０の全長にわたつて延び且つ末梢口３８で終る末
梢内腔１６（第２図）に通じる。それで、放射線
不透過染料、薬等のような流体をルアーコネクタ
３６から入れ、この管３４、ヨーク２６及び末梢
内腔１６を通し、末梢口３８から出すことができ
る。

第４図の拡大図で最もよくわかるように、カテ
ーテル１０の末端部は直径が小さく作られてい
る。その端部にはめられているのは、１個のふく
らむ風船管４０である。それは適当な接着剤によ
つて位置４２及び４４でこのカテーテル本体１０
に接着されている。この風船部材４０がかかる領
域のカテーテル１０の側壁を貫通するのは、膨張
内腔１４に通じる口４６である。この膨張内腔
は、カテーテル本体の全長に及び、且つヨーク２
６を通じ、そこで塩化ビニール管４８がそれをル
アー弁５０に接続する。それで、加圧した流体を
開いたルアー弁５０から入れると、それは管４
８、ヨーク２６、膨張内腔１４を通り口４６から
出て、風船４０をふくらます。弁５０を閉じるこ
とによつて、この風船をふくらんだ状態に保持す
ることができる。

次に、第１図及び第５図を参照すると、この管
状カテーテル１０の外面に、複数のリング型表面
電極５２が固定され、最も中心に近いリングは数
字５２ｐで示され、最も末端のリングは数字５２
Ｄで示されているのがわかる。成人の心臓に使用
するカテーテルに対して、このリング電極５２Ｄ
は、典型的にはこのカテーテル１０の末端から約
80mmに配置されてもよい。隣接する表面電極の間
隔は、典型的には10mmでよいが、特に小児科の診
療には別の間隔を使つてもよいことは理解される
べきである。第５図を参照して、表面電極５
２，５２Ｄ及び５２ｐの各々に独立に接続されて
いるのは、５４のような絶縁導線で、それらは検
出電極内腔１８を通つて中心の方に延び、１本の
塩化ビニール管５６を通り、コネクタハウジング
５８に含まれる個々のコネクタピン（図示せず）
に結合されている。このコネクタは、インピーダ
ンス血量計を使う行程容積の測定に使用する電子
回路に接続されるようになつている。

次に、第１図及び第６図を参照して、この管状
カテーテル１０の側壁を貫通するのは孔６０で、
この孔６０のすぐ下に、サーミスタ内腔２０内に
配置されたサーミスタ素子６２がある。その電気
的リード線６４はこの内腔を下り、ヨーク２６及
び塩化ビニール管６６を通り別の電気コネクタ６
８まで延びる。シリコンゴム接着剤で作つた栓
は、数字７０で示されている。次に、ポリウレタ
ンのような熱伝導性のよいプラスチツクが、血液
その他の体液の進入を防ぐため、この孔６０を覆
うように作られる。

さて、第９図を参照すると、中心内腔がどのよ
うな流体を流れ出させないように、この内腔の中
に中心口３２のすぐ末端の位置にポリウレタン注
封接着剤栓７２が注入されているのがわかる。こ
の中心内腔２２は、この栓７２を越えて先に続
き、この内腔の中に第７図に示す型式の第１及び
第２補強部材が配置されている。この補強部材
は、全体を数字７４で示され、且つステンレス芯
線７８を取巻くステンレスコイル７６を含む。こ
の芯線７８は、両端８０及び８２でこの取巻コイ
ル線７６に溶接されている。ここに述べる好まし
い実施例に従つて作られたカテーテルの場合、こ
のコイルは0.150mmの線を単線コイルとして巻い
て作つてもよく、且つ304型ステンレスから作る
のが好ましい。芯線は、典型的には直径0.355mm
で、これも304型のステンレスで作つてもよい。
この芯線をその両端でコイルに溶接することによ
つて、この補強材が張力を受けるとき、コイルが
ほどけるのを防ぐ。溶接された芯線も内腔壁を突
き通すのを防ぐ。

第８図に示すように、この芯線７８の一端は、
その端８０に示すように先細りにされ、それによ
つてこの補強部材のその端での相対的柔軟性を増
してもよい。この目的は、説明が進むにつれてよ
り明白になるだろう。使用する補強部材の種類に
は関係なく、それらは直径約0.815mmでよく且つ
全体の長さは約10cmでよい。

再び第１図及び第９図を参照して、第１補強部
材７４は、中心内腔の中を、離間した表面電極５
２が占め且つかつこ８４で示す領域に位置するま
で、送り込まれてもよい。上述の末梢補強部材か
ら中心方向に離れて第２補強部材があり、それは
かつこ８６で示す領域にあり中心口３２（第９
図）の近くの注封接着剤栓７２の端から末端の方
へ延びる。これら二つの補強部材は、このカテー
テル１０の中心内腔の中にあり、互いに短い距離
だけ離れ、このカテーテルにこれら二つの間の領
域で、このカテーテルが内腔をふさぐようにもつ
れないような方法で、曲がる傾向を与える。

表面電極５２は、補強部材７４が領域８４の中
に入れられてからのみ然るべき位置にかしめら
れ、このかしめ作業はリング電極をカテーテルの
外面に固定するだけでなく、補強部材７４を然る
べき位置に保持しようともする。

ヘ作用第１０図を参照すると、右心室インピーダンス
血量計を使つて患者の行程容積を容易に監視でき
るようにするため本発明のカテーテルを設置した
心臓の断面図が示されている。このカテーテル
は、患者の鎖骨下静脈又は上腕静脈に入れ、それ
を上大静脈を通して右心房に且つそこから三尖弁
を通つて右心室に送ることによつて設置する。こ
の点で、膨張流体を加圧して、弁５０を経て、膨
張内腔に加え、この流体は口４６（第４図）から
出て膨張器（風船）４０をふくらませる。血液が
右心室から押し出されると、この風船４０は肺流
出管への流れによつて運ばれようとする。中心内
腔の中に中心口３２の下流に配置された第１及び
第２補強部材、並びにこれらの補強部材の相対寸
法及びそれらの間の間隔のために、このカテーテ
ルは第１０図に示すように、右心室の頂点付近の
点で曲がろうとし、表面電極が並んでいる領域８
４は右心室を通つて上方に延びる。中心に近いリ
ング電極５２ｐは、心臓の頂点に位置し、一方、
末梢表面電極５２Ｄは、肺流出管への入口に位置
する。

一旦カテーテルがそのように設置されると、行
程容積測定は、「心室容量測定方法及び装置」と
いう名称で1985年９月６日出願した、サロの出願
第773048号に示す手法を使つて行うことができ
る。本発明は、このカテーテルの物理的構造に関
するもので、この行程容積の測定を行う詳しい方
法を説明することは不必要とみなす。行程容積を
測定するためのインピーダンス血量計法の説明を
望む者は、上述の出願及びそこに参照されている
刊行物を参照することができる。

行程容積測定値を校正できるようにするため、
本発明のカテーテルは又熱稀釈法を使う心臓出力
の測定もできる。この分野の従業者によく知られ
ているように、冷たい塩水をルアーロツク３０を
経て中心内腔を通して注入してもよい。そうする
と、それは、第１０図に見られるように右心房に
位置する中心口３２から出る。この冷たい塩水で
稀釈された血液の流れによつて引き起された温度
変化は、肺流出管の中にある口６０を通して露出
されたサーミスタ素子６２によつて検出されるだ
ろう。そして電気的端子６８に結合された適当な
器具を使つてその温度変化情報を、インピーダン
ス血量計法を使つて得た行程容積と比較するた
め、行程容積値に変換する。

相対行程容積を測定するためにこゝで説明した
型式のカテーテルを使用する際は、このカテーテ
ル本体に沿つて右心室の頂点から肺弁へ配置され
た検出電極は少数、例えば四つで十分だろう。し
かし、絶対行程容積を評価する場合は、増加した
検出電極数、例えば１０がより適当である。更
に、絶対行程容積の測定用に設計されたカテーテ
ルでは、熱稀釈測定を行うための設備は必要な
く、サーミスタセンサは除くことができる。しか
し、相対行程容積測定値を得なければらない場合
は、周期的に相関をとることができるように、そ
れを含むことが重要である。

補強部材７４を含むため、このカテーテルは刺
激に感じやすい心臓の組織に沿つて横たわろうと
する傾向はなく、それでカテーテルが誘起する
PVCが最小になる。

先細り芯線７８を備えた、第８図に示す型式の
補強部材を使うことにより、及びこの補強部材の
先細り端がこのカテーテルの領域８４にある風船
４０の方を指すように、中心内腔の中のその補強
材を配向することによつて、このカテーテルの、
曲り角を曲りくねる能力は強化される。これは、
特にこのカテーテルを小児科で使用する際に有利
である。

このように、多種類の医療及び測定ができるよ
うに適当な場所に数時間及び数日間さえも置くこ
とができる診断冠状カテーテルの設計を図示し説
明した。末梢口３８を経て心臓腔の中へ１種以上
の薬を注入することができ、それらの心臓性能へ
の影響を前述のように監視することができる。

本発明は、特許法に従うため並びに当業者にこ
の新規な原理を適用し、必要な特殊化した部品を
構成し且つ使用する情報を与えるためこゝにかな
り詳細に説明した。しかし、本発明は明確に異な
る設備及び装置によつて実行できること、並びに
装置の詳細及び作業手順の両方に関する種々の修
整が本発明それ自身の範囲から逸脱することなく
達成できることは理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい実施例を示す図で
ある。第２図は、第１図の線２−２による断面図
である。第３図は、第１図の線３−３による断面
図である。第４図は、第１図のカテーテルの末梢
端部の縦断面図である。第５図は、典型的な表面
電極が形成される方法を示す更に他の縦断面図で
ある。第６図は、サーミスタ型温度センサが第１
図の内腔の中に配置される方法を示す断面図であ
る。第７図は、第１図の実施例に使用する補強部
材の構成を示す図である。第８図は、第１図の実
施例に使用する代替補強部材である。第９図は、
第１図のカテーテルの中心内腔の中に、第７図の
補強材が設置される方法を示す。第１０図は、右
心室に設置された本発明のカテーテルを示す心臓
の断面図である。１０……可撓性部材、１４……第２内腔、１６
……第１内腔、１８……第３内腔、２０……第５
内腔、２２……第４内腔、２４……中心端、３２
……第４口、３８……末梢口、４０……スリー
ブ、４６……第２口、５０……弁装置、５２……
電極、５２ｐ……中心電極、５２Ｄ……末梢電
極、５４……電線、５８……コネクタ、６０……
第３口、６２……サーミスタ、６４……導線装
置、７４……第１補強部材、７６……ステンレス
コイル、７８……ストランド、８０，８２……
端。

Claims

【特許請求の範囲】１右心室の心臓出力の測定に使用するための診
断カテーテルであつて、 (a) 末梢端と中心端２４を有する長い、多内腔、
可撓性部材１０であつて、第１内腔１６は該部
材の全長にわたつて延び且つ末梢口３８で終
り、第２内腔１４は該部材の該中心端から、該
可撓性部材の該末梢端のすぐ近くの位置にあ
る、該部材の側壁を貫通する第２口４６まで延
びる可撓性部材、 (b) 膨張可能スリーブ４０であつて、該スリーブ
の両端が該部材の周に接着され、該第２口をま
たぎ、且つ該第２内腔１４の中心端に導入され
た流体によつてふくらむスリーブ、 (c) 該可撓性部材の該末梢端から中心に近い方向
の第１所定距離に始まり、該可撓性部材の該末
梢端から該第１所定距離より大きい第２所定距
離に終わる、所定の軸方向間隔で該部材の外面
に固着された複数のリング電極５２、 (d) 該可撓性部材の中心端から該可撓性部材の第
３内腔１８を通つて縦に延び、個々に該複数の
リング電極の別々の一つに接続された複数の電
線５４、 (e) 該可撓性部材の第４内腔２２内に配置され、
該第１所定距離から該第２所定距離まで延びる
第１補強部材７４、並びに、 (f) 該可撓性部材の該第４内腔内に配置され、該第１補強部材の中心に近い端より中心に近い
位置から第３所定距離の位置まで延びる第２補
強部材であつて、該第１及び第２補強部材の該
対向する端の間の間隔は、該可撓性部材が該多
内腔可撓性部材の内腔をもつれさせることなく
曲がることができる領域を作る第２補強部材を
含む診断カテーテル。２特許請求の範囲第１項記載の診断カテーテル
に於いて、該第１、第２及び第３所定距離は、中
心に近い電極５２ｐが心臓の右心室の頂点に配置
されるとき、該第１所定距離が右心房の中へ延び
て、末梢リング電極５２Ｄが肺弁に近づくように
なつている診断カテーテル。３特許請求範囲第１項記載の診断カテーテルで
あつて、更に、該可撓性部材の該末梢端から延
び、該可撓性部材の側壁を貫通して作られ且つ該
第１所定距離内に位置する第３口６０で終わる第
５内腔２０、及び該第３口を通しての熱伝導にさ
らされ且つそこから該第５内腔を通り該可撓性部
材の中心端まで延びる導線装置６４を有するサー
ミスタ素子６２を含む診断カテーテル。４特許請求の範囲第１項記載の診断カテーテル
であつて、更に、該可撓性部材の側壁を貫通し、
該第２補強部材の中心に近い端の中心寄りの位置
で該第４内腔２２に通じる第４口３２を含む診断
カテーテル。５特許請求の範囲第１項記載の診断カテーテル
に於いて、該第１及び第２補強部材がらせん形ス
テンレスコイル７６を含み、該コイルが該コイル
の内腔内に配置されたステンレスのストランド７
８を有し、該ストランドが各端８０，８２で該コ
イルの対向する端に溶接されている診断カテーテ
ル。６特許請求の範囲第１項記載の診断カテーテル
であつて、更に、該複数の電線５４に接続された
多端子電気コネクタ５８を含む診断カテーテル。７特許請求の範囲第３項記載の診断カテーテル
に於いて、該サーミスタ６２が小さな温度変化を
迅速に検出できるように、該サーミスタを含む該
第３口６０が所定の熱伝導度を有するプラスチツ
クで封止的に覆われている診断カテーテル。８特許請求の範囲第１項記載の診断カテーテル
であつて、更に該可撓性部材の該第２内腔１４の
中心端に接続された弁装置５０を含む診断カテー
テル。