【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、放射線源を人体管腔に送出する際に人体管腔の開通性を維持するのに適した血管内カテーテルに関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的なＰＴＣＡ（冠状動脈形成術）においては、予成形された遠位端チップを備えたガイド用カテーテルが患者の心血管系内に上腕あるいは大腿動脈を通じて差し込まれ、この中をカテーテルの遠位端チップが所望の冠状動脈の入口に達するまで進められる。 次に、ガイドワイヤ、および遠位端に膨張可能なバルーンを設けた拡張カテーテルが、ガイド用カテーテル内に差し込まれる。 このとき、ガイドワイヤは、拡張カテーテルの内側管腔内にスライド可能に挿入される。 ガイドワイヤが、最初に、ガイド用カテーテルの遠位端を越えて、拡張されるべき病巣を含む冠状血管系内に到達するまで進められ、次に、病巣を越えるところまで進められる。 その後、このガイドワイヤに沿って、拡張カテーテルが、膨張バルーンが病巣部位に達するように装填される。 いったん病巣部位に達したら、拡張カテーテルのバルーンが、放射線透過性の液体にて、比較的高い圧力（例えば、約１．０１３×１０5Ｐａ（４気圧）にて満され、所定のサイズ（好ましくは、この位置において動脈の内径と同一のサイズ）に達するまで膨張される。結果として、病巣のアテローム性動脈硬化斑が、動脈壁の内側に対して径方向に圧縮され、これによって動脈の管腔が拡張される。次に、液体を抜いてバルーンがしぼめられ、拡張カテーテルが取り出され、拡張された動脈を通じての血液の流れが再開される。

【０００３】血管形成術の後に、しばしば、動脈内の元の狭窄部位あるいはこの近傍に再狭窄が発生することがある。 つまり、動脈の平滑筋細胞が血管形成術の部位において増殖することがある。 この再狭窄によって、再び病巣が形成され、この部位において動脈が狭くなる恐れがある。 再狭窄を阻止するための様々な装置および方法が開発されている。 これらには、一例として、人体管腔内に長期に渡って移植するように構成された膨張可能なステントをカテーテルの遠位端に使用する方法が含まれる。 血管形成術後、あるいは他の動脈治療術後の再狭窄を阻止するための他の装置および方法においては、放射線源がバルーンを用いて送出される。 放射線は、増殖する細胞を破壊する働きを持ち、これによって再狭窄の発生が阻止される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】当分野においては、動脈の開通性を維持しながら、放射線源を治療部位に、再狭窄の発生を阻止するのに十分な期間だけ送出するための、膨張可能な領域を持つ、最小限の形状のカテーテルが必要とされている。 この血管内カテーテルは、容易にかつ安価に製造ができ、丈夫で圧力下でも高い信頼性が確保できる膨張可能な領域を持ち、しかも、この膨張可能な領域は、膨張および変形の量とパターンにおいて十分な柔軟性を持つように、多様な形状に形成できることを要求される。 さらに、これとともに用いられる放射線源は、放射線源が再使用できるように、患者の体液と接触しないように保護されることを要求される。 本発明は、これらの要件を満たす。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、血管内カテーテルに関する。 カテーテル本体の遠位端には膨張可能なバルーンが設けられ、これによって、人体管腔の開通性が放射線源を人体管腔に送出するのに十分な期間維持され、同時に血液の灌流が確保される。 一つの実施例においては、カテーテルは、近位端と遠位端とを持つカテーテル本体と、前記カテーテル本体の前記遠位端に配置された膨張領域とを有し、該膨張領域に少なくとも二つの仕切り部が設けられ、前記仕切り部が膨張されたとき人体管腔と接触し、前記カテーテル本体がさらに、前記カテーテル本体の前記近位端から延び、かつ、前記遠位端に設けた膨張領域に前進させるために、前記近位端の所で放射線源ワイヤを受け入れるようになった内側管腔を有し、前記膨張領域に設けた前記仕切り部が膨張されたとき、前記放射線源ワイヤを人体管腔に中心決めする。

【０００６】本発明による人体管腔の開通性を維持し、
かつ、放射線を人体管腔に送出するための方法は、遠位端と近位端とを持つカテーテルを人体管腔の治療部位に導入し、前記カテーテルの遠位端に配置された、少なくとも二つの仕切り部を持つ膨張領域を膨張させ、遠位端に放射線源を持つ放射線源ワイヤを前記カテーテルの内側管腔の中に装填し、前記放射線源ワイヤの遠位端を前記内側管腔を通じて前記膨張領域に前進させ、前記膨張領域が膨張している間、前記放射線源を人体管腔に中心決めし、かつ、実質的に同量の放射エネルギーを人体管腔に差し向け、治療に有効な十分な放射線量を人体管腔に送出するように、前記放射線源を前記膨張領域に十分な時間維持する。 本発明のカテーテルの一つの特徴においては、特に人体管腔が湾曲している箇所において、複数のバルーンを膨張することによって、放射線源が人体管腔の中心に保たれる。

【０００７】本発明のカテーテルのもう一つの特徴においては、カテーテルの内側管腔は、人体管腔に対して閉ざされた遠位端を持つ盲の腔とされる。 放射線源は、この盲の内側管腔を通じて送出されるために、放射線源が治療の際に体液によって汚染されるのが防止される。 本発明のカテーテルのもう一つの特徴においては、ガイドワイアと盲の内側管腔の両方を受けるように構成された送出管腔が含まれ、このために、カテーテル本体の形状が、最小限におさえられる。 本発明のカテーテルのもう一つの特徴においては、カテーテルはさらに灌流穴を含み、これによって、バルーンが膨張されている間、血液が流れることが許される。

【０００８】本発明のこれらおよび他の特徴は、以下の詳細な説明を付属の一例としての図面を参照して読むことによって一層明らかになるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、低線量の放射線源を人体管腔、例えば冠状大動脈腔に長期に渡って送出するのに適するカテーテルを提供する。 このカテーテルは、放射線治療の際に、血液の灌流を可能にするとともに、放射線源を人体管腔の中心に保ち、動脈に同量の放射線が送出されるのを確保する。 このカテーテルは、ここでは、特に、冠状大動脈に応用する場合について詳述するが、当業者においては、このカテーテルは、末梢の動脈および静脈を含む他の人体管腔にも使用できることに注意する。 異なる実施例が同一の要素を含む場合は、同一の参照符号が使用される。 図１に一例として示す血管内カテーテル組立体１０は、細長いカテーテル本体１１、
およびこのカテーテル本体の遠位端に設けた膨張可能な膨張領域１２を含む。 膨張領域１２は、複数の仕切り部を含む単一のバルーンから構成することも、あるいは、
複数の別個のバルーンから構成することもできる。 膨張領域１２は、互いに隣接して配列された第一のバルーン仕切り部１４、第二のバルーン仕切り部１６、および第三のバルーン仕切り部１８を含む。 これらバルーン仕切り部は、弾性であっても、非弾性であってもよい。 バルーン仕切り部が非弾性である場合は、これら仕切り部は、好ましくは、概ね同一の直径に膨張するように構成される。 これらバルーン仕切り部は、好ましくは、比較的膨張が小さな領域１９によって区画される。 複数の別個のバルーンから構成されるカテーテルについては、米国特許第5,002,532号、および米国特許第5,415,625号において開示されている。 これらバルーン仕切り部１４、
１６、１８は、個々に膨張が可能な別個なバルーンとして構成することも、あるいは複数の仕切り部を含む単一のバルーンの一部分として構成することもできる。 これら仕切り部は、単一の膨張管腔２０によって膨張させることも、あるいは複数の膨張管腔によって膨張させることもできる。 カテーテル組立体を患者の人体管腔系内の治療部位に正しく装填した後に、これらバルーン仕切り部が、膨張領域の所で膨張される。 ３つの仕切り部を含むバルーン構成を使用した場合は、動脈が湾曲する場合でも、カテーテル本体の遠位端を動脈に対して選択された軸線に沿って正しく装填することが可能となる。

【００１０】このカテーテルは、さらに、カテーテル本体を通じて延びる送出管腔２６を含む。 カテーテル組立体１０は、送出管腔２６内をガイドワイヤ２８に沿って治療部位へと送出される。 ガイドワイヤ２８は、芯部材、および芯部材の遠位端のまわりに固定して設けたら旋状のコイルあるいは他の柔軟な本体を含む。 コイルの遠位端には、典型的には、放射線不透過性の材料から成る丸みのある栓が設けられる。 カテーテル本体の遠位端には、バルーン仕切り部を膨張させた際に動脈内に血液が流れることができるようにするための灌流穴２２が形成される。 血液は、灌流穴２２から入いる。 灌流穴２２
は、送出管腔２６と通じているために、血液は、送出管腔を通って運び戻される。 つまり、膨張領域の片側から灌流穴２２に入った血液は、ガイドワイヤに沿って送出管腔２６内を流れ、送出管腔の遠位端を通ってカテーテルの外に出る。 血液が送出管腔２６から出るのを容易にするために膨張領域の他端に追加の灌流穴２２を形成することも可能である。 灌流穴は、カテーテル本体の側壁にノッチの形式で切り込みを入れて形成される。 灌流膨張カテーテルについては、米国特許第4,790,315号、および米国特許第5,334,154号において開示されている。

【００１１】カテーテル組立体は、従来の製造用の材料から形成することができる。 カテーテル本体を形成する材料としては、血管に用いる装置としての要件を満たすものであれば、延性の特性を有する任意の金属あるいはポリマーを用いることができる。 より具体的には、カテーテル本体に対して選択される材料としては、曲がりくねった生体構造内を目的部位に向けて前進させるのに十分な柔軟性を持つことが要求される。 カテーテル組立体１０の寸法は、血管形成法において使用される血管カテーテルと同一の寸法とされる。 末梢動脈に使用するための一つの実施例においては、カテーテル組立体の全長は、約１００〜１７５センチメートル（ｃｍ）とされ、
カテーテル本体の動作長は、好ましくは、約１２５ｃｍ
とされる。 カテーテル本体の外径は、好ましくは、２．
２１ミリメートル（ｍｍ）とされる。 カテーテル本体の直径は、約０．０２〜０．１５２ｃｍの範囲とされる。
膨張領域のバルーン仕切り部は、膨張された状態において、カテーテル本体と概ね同一の直径となるように構成される。 バルーン仕切り部は、好ましくは、膨張された状態において、直径約５ミリメートルとなる。 各バルーン仕切り部は、膨張された状態において、実質的に平坦な長さ約１．５ｃｍの領域を含む。 膨張領域１２は、カテーテル本体の遠位端に沿っての長さ約１０ｃｍを占める。 送出管腔２６の直径は、カテーテルのガイドワイヤに沿っての挿入および取り出しが容易にできるように、
ガイドワイヤ２８の直径より大きなことが必要とされる。 同時に、送出管腔２６の直径は、ガイドワイヤ２８
を取り外した後に送出管腔内に挿入される内側管腔３０
の直径に近いサイズであることが必要とされる。 この内側管腔３０は、好ましくは、概ね、長さ１３０ｃｍ、内径１．３７ｍｍ、外径１．２２ｍｍとされる。 放射源ワイヤとガイドワイヤは、好ましくは、直径約１．１ｍｍ
とされる。 ただし、放射源ワイヤとガイドワイヤは、必ずしも同一の直径を持つ必要はない。 さらに、カテーテル組立体１０は、冠状大動脈を含む他の任意の動脈内で使用するために、他の任意の寸法および柔軟性を持つように構成することも可能である。

【００１２】図２および図３に示すように、カテーテル本体は、膨張管腔２０、灌流チャネル２２、および送出管腔２６を含む。 ガイドワイヤ２８が、カテーテルを治療部位に装填するために送出管腔２６に挿入される。 カテーテルがいったん所定の位置に装填されたら、ガイドワイヤ２８が取り出され、今度は、内側管腔３０が送出管腔２６内に挿入される。 内側管腔３０を送出管腔２６
に挿入するためには、好ましくは、内側管腔３０に取り外し可能に挿入された、支持心棒が使用される。 この支持心棒を、送出管腔２６内に遠方に向って押すことによって、内側管腔３０が送出管腔２６内に挿入される。 内側管腔３０は、盲の（出口のない）導管の鞘であり、遠位端３２の所で閉ざされているために、血液などの体液が内側管腔３０に入るのを阻止する。 内側管腔３０の盲の遠位端３２は、カテーテルの膨張領域１２の所に置かれる。 次に、支持心棒を取り出した後に、放射線源ワイヤ３６が、盲の内側管腔３０内に装填される。 放射線源ワイヤ３６は、盲の内側管腔３０内に、血管に有効な放射線量を送出するのに十分な時間だけ留められる。 放射線源ワイヤ３６の遠位端は、放射線ペレット３８の形式で、一回分の放射線量を含む。 代替しとて、放射線源ワイヤは、放射性のガス、液体、あるいはペーストを含むことも、あるいは、遠位端に放射能源をコーティングすることも可能である。 低量の放射線が動脈あるいは血管に送出される。 好ましくは、約０．１〜約４．０キュリーのレベルの放射線量が使用される。 より好ましくは、
約１．０〜約２．０キュリーのレベルの放射線量が、冠状大動脈に約５００〜約３０００ラドが吸収されるのに十分な時間だけ送出される。

【００１３】一回分の放射線量を送出するのに必要とされる放射線ペレット３８が、放射線源ワイヤ３６の遠位端の適当に位置に装填される。 ３つの仕切り部バルーンを膨張させることにより、放射線源ワイヤ３６、より詳細には放射線ペレット３８が、動脈の中心に保たれ、これにより、治療の際に、一様でかつ同量の放射線量が動脈壁に送出されることが確保される。 放射線源ワイヤ３
６を動脈の中心に保つことで、放射線が動脈壁に不均一に送出されることが阻止される。 放射線ワイヤ３６の放射線ペレット３８が装填される内側管腔３０は、好ましくは、カテーテル本体の中心軸線に沿うように配列される。 ただし、内側管腔３０は、膨張領域のバルーン仕切り部が膨張されたときセットの放射線ペレットあるいは他の放射線源が、動脈の中心にくるように構成する限り、カテーテル本体の他の任意の軸線に沿って配列することも可能である。

【００１４】カテーテル組立体１０の膨張可能なバルーン仕切り部１４、１６、および１８が設けられる遠位端部分は、カテーテル組立体がガイドワイヤ２８に沿って押し進められたとき、曲がりくねった生体構造内を容易に進むことができる柔軟なものとされる。 放射線源ワイヤ３６は、放射線を送出すべき治療領域が動脈の湾曲した部分であっても動脈の中心に保つことを要求される。
従って、図３に示すように、動脈の湾曲した部分においても放射線源ワイヤ３６を動脈の中心に保つことができるように、これら膨張可能な仕切り部は、互いに離して設けられる。 カテーテル本体１１は、動脈の湾曲した部分に簡単に従順できるような柔軟なものとされる。 膨張領域１２は、膨張されると、動脈の壁を押し、放射線源３６および放射線パレット３８を動脈の中心に保つ。 放射線パレット３８は、動脈の治療すべき全ての部分に一様でかつ同量の放射線量を送出することを要求される。

【００１５】冠状大動脈に再狭窄を防止する目的で所定の量の放射線を送出するための本発明による一つの方法においては、カテーテル組立体が、動脈通路内の以前にＰＴＣＡ術、アテローム性動脈硬化斑除去術、レーザー切除術、あるいは類似する手術が施された部分に来るように装填される。 以下に、この方法のステップを、図４
に示す流れ図を用いて、図５〜図１０との関連で説明する。 導入ステップ４０において、血管形成手術が施された治療部位、例えば、動脈内の部位にカテーテルが差し込まれる。 カテーテル組立体１０が、図５に示すように、先に行なわれたＰＴＣＡ術による外傷を横断するように前以て差し込まれたガイドワイヤ２８に沿って後方から装填される。 ここで、カテーテルは、膨張領域が治療部位に来るように装填される。 ガイドワイヤ２８は、
オーバーザワイヤ（over-the-wire）配置、又は、迅速交換タイプのカテーテルに対して使用することも可能である。 迅速交換タイプの配列においては、ガイドワイヤの近位端が手で保持され、迅速交換カテーテル組立体がガイドワイヤに沿って患者の動脈内の所望の位置、例えば、先に血管術が施された位置まで進められる。 迅速交換カテーテルについては、米国特許第5,458,613号において開示されている。 迅速交換カテーテルでは、カテーテル組立体は、カテーテル本体の側壁にポートを含み、
側壁のポートは、送出管腔、あるいは独立したガイドワイヤ腔に通じる。 完全に独立したガイドワイヤ腔を形成する代わりに、側壁のポートを装置腔に通じるように構成した場合は、カテーテル本体の形状が最小限におさえられる。

【００１６】膨張ステップ４２において、バルーン仕切り部を膨張させることで、動脈の治療部位が開かれた状態に保持され、同時に送出管腔が動脈の中心に保たれる。 次に、ガイドワイヤがカテーテル組立体から抜き取られる。 図６に示すように、ガイドワイヤ２８は、一例としてのカテーテル組立体１０の近位端から抜き取られる。 灌流穴があるために、バルーン仕切り部が膨張されている間、血液が送出管腔を通って膨張領域に流入することが許される。 膨張領域がいったん膨張されたら、装填ステップ４４において、盲の内側管腔３０が、支持心棒に沿って、カテーテル組立体の送出管腔２６内に装填される。 図７に示すように、支持心棒５２は、盲の内側管腔３０を、送出管腔への装填の際に支持する。 支持心棒５２は、装填の際に盲の内側管腔３０が潰れるのを阻止するのに十分に剛直で、かつ、カテーテルを患者の血管系内に装填する際に、外から挿入するのに十分に柔軟なものとされる。 内側管腔３０は、盲の遠位端３２が膨張領域１２の遠位端近傍にくるように装填される。 内側管腔の近位端は、放射線源ワイヤをカテーテル組立体に挿入するためのルア継手(Luer fitting)を含む。 通常のルア継手５３の代わりに、専用の特注の継手を用いることで、偶発的な誤接続を防止し、様々な要素が意図される箇所においてのみ接続されることを確保することも可能である。

【００１７】取出しステップ４６において、支持心棒５
２が、図８に示すように、カテーテル組立体１０の近位端で送出管腔から抜き出される。 ルア継手５３は、カテーテル組立体１０の近位端でポートと噛み合った状態にとどまる。 次に、接続ステップ４８において、カテーテルを放射線貯蔵設備に接続すると、放射線源ワイヤが、
盲の内側管腔に自動的に装填される。 図９に示すように、放射線貯蔵設備５４をカテーテルの盲の内側管腔に接続し、外科医がこの設備を起動すると、放射線源ワイヤが自動的に所定の長さだけカテーテル組立体内に装填される。 貯蔵設備５４からの放射線源ワイヤ３６は、ルア継手５３を通って盲の内側管腔の近位端に挿入される。 前進ステップ５０において、図１０に示すように、
放射線源ワイヤ３６が内側管腔３０内に装填され、放射線源材料を含むワイヤの遠位端が、内側管腔３０の盲の遠位端３２に到達するまで進められる。 こうして、放射線源が、所定の放射線量を送出すべき冠状大動脈の部分に装填される。 膨張領域１２のバルーン仕切り部が必要な時間だけ膨張された状態に保持され、再狭窄を阻止するのに治療的に有効な放射線量がこの領域に送出される。 膨張領域１２は、膨張されたとき動脈の壁を押し、
放射線源ワイヤ３６および放射線源３８を動脈の壁の中心に保つ。 放射線源が動脈の中心に保たれるために、動脈の全ての部分が一様でかつ同量の放射線治療を受けることとなる。

【００１８】治療部位に再狭窄を阻止するための十分な放射線量を送出した後に、放射源ワイヤ３６がカテーテル組立体から引き抜かれ、貯蔵設備５４内に引き戻される。 次に、膨張領域１２が液体をぬくことでしぼめられ、患者の血管系内に装填されていたカテーテル組立体１０が引き出される。 本発明に対する他の修正が本発明の範囲から逸脱することなく可能である。 特定の寸法、
放射線量、時間、および製造用の材料は、単に、一例として示したものであり、本発明から逸脱することなく、
様々な代替を容易に考えられるものである。 当業者においては、このカテーテル組立体は、ＰＴＣＡ以外の血管術、あるいはアテローム性動脈硬化斑除去術を施した後でも、患者の血管系内で使用できることを理解できるものである。 本発明の範囲は、特許請求の範囲による以外は制限されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の特徴を具現する血管内カテーテルの部分断面図である。

【図２】線２−２に沿って取られた図１のカテーテルの断面図である。

【図３】内側管腔内に放射線源ワイヤを含むカテーテルの断面図でって、動脈の湾曲した部分でカテーテルの複数のバルーン仕切り部が膨張され、放射線源ワイヤが動脈の中心に保たれている様子を示す。

【図４】本発明によるカテーテルの放射線源を血管の中心にくるように装填するための方法のステップを説明する流れ図である。

【図５】血管内カテーテルの一つの実施例の立面図であって、本発明による図４の第一のステップを示す。

【図６】図５のカテーテルの立面図であって、本発明による図４の第二のステップを示す。

【図７】図５のカテーテルの立面図であって、本発明による図４の第三のステップを示す。

【図８】図５のカテーテルの立面図であって、本発明による図４の第四のステップを示す。

【図９】図５のカテーテルの立面図であって、本発明による図４の第五のステップを示す。

【図１０】図５のカテーテルの立面図であって、本発明による図４の第六のステップを示す。

【符号の説明】

１０ 血管内カテーテル組立体 １１ 細長いカテーテル本体 １２ 膨張領域 １４ 第一のバルーン仕切り部 １６ 第二のバルーン仕切り部 １８ 第三のバルーン仕切り部 １９ 比較的膨張が小さな領域 ２０ 膨張管腔 ２２ 灌流チャネル ２６ 送出管腔 ２８ ガイドワイヤ ３０ 内側管腔 ３２ 遠位端 ３６ 放射線源ワイヤ ３８ 放射線ペレット ５２ 支持心棒 ５３ ルア継手 ５４ 放射線貯蔵設備

フロントページの続き (72)発明者 ポール ヴィー ニール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92121 サン ディエゴ トルーマン ス トリート 9179