JP3970180B2

JP3970180B2 - 蛍光温度センサーを備えたカテーテル

Info

Publication number: JP3970180B2
Application number: JP2002568983A
Authority: JP
Inventors: ジェイディープワイ．コケイト，; エリックエム．ドブラバ，; スコットアール．スミス，
Original assignee: ボストンサイエンティフィックサイムド，インコーポレイテッド
Priority date: 2001-03-01
Filing date: 2002-01-09
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-01-09
Also published as: ES2247301T3; WO2002069797A3; CA2439271A1; US8007444B2; EP1379162B1; US6890307B2; US20050171453A1; DE60206742T2; WO2002069797A2; US20020123696A1; ATE306846T1; DE60206742D1; EP1379162A2; JP2004531300A

Description

本願は、２００１年３月１日に出願された米国特許出願Ｎｏ．６０／２７２，６７４に基づく優先権を主張しており、その出願の開示内容は本願に含まれている。

本発明は、外科のカテーテルの分野に関する。さらに詳しくは、本発明は温度センサーを備えた外科のカテーテルの分野に関する。より詳しくは、本発明は蛍光温度センサーを備えたカテーテルと、炎症したプラークを発見してその位置決めをするために、蛍光温度センサーを備えたカテーテルを使って動脈壁に沿って温度を測定する方法に関する。

手術中に遠隔操作で組織、静脈または他の体の部分の温度を測定するとき、電気生理学的ならびに他の侵襲的および最小の侵襲的プロセスが内科医または外科医に重大な情報を提供する。そのようなプロセスの一つが動脈内の炎症したプラークの発見と位置決めである。

アテローム性動脈硬化プラークは、動脈の壁に厚い領域を形成する。典型的には、心臓病で死亡した患者には、数ダースものアテローム性動脈硬化プラークが見られる。しかし、たいていの心臓病の場合に、アテローム性動脈硬化プラークの一つだけが裂けるか、割れるかまたは潰瘍化することが分かっている。破裂、割れ目または潰瘍は大量の血のかたまりを動脈の内側に形成し、動脈内の血の流れを完全に塞ぎ、その結果、心臓または脳に障害を与える。心臓病学者にとって予後および診断上の大きなジレンマは、プラークが破裂するかをいかにして予測するかである。

破裂プロセスは完全には分かっていないが、プラークが破裂しそうかどうかということは、炎症した表面または高濃度の活性マクロファージおよび薄く重なったキャップの存在で分かる。参照文献 : Van der Wal, et al., Circulation 89:36-44(1994) ; Shah, et al., Circulation 244(1995) ; Davis, et al., Br Heart J 53:363-373(1985) ; Farb, et al., Circulation 92:1701-1709(1995) ; Van Damme, et al., Cardiovasc Pathol 3:9-17(1994). 炎症した表面を有するプラークは、コレステロールのプールがプラークの多孔性と繊維状に富む部分に出会う場所である接合部に位置すると考えられている。典型的には、熱のある炎症を伴う細胞は、これらの接合部で発見された。これらの炎症を伴う細胞は、コラーゲンおよび細胞外のマトリックスの他の成分を分解することのできる酵素を自由にするので、炎症を伴う細胞はプラークが破裂したり、割れ目を生じるプロセスにとって極めて重大であると考えられている。

このように、破裂する危険性があると思われるプラークまたは炎症した細胞を伴うプラークは、周囲の組織より１〜２℃だけ温度が高いことが知られている。従って、そのような炎症したプラークの発見は、プラークの破裂の予測と予防にとって役に立つ。特許文献１と特許文献２は、温度測定に基づいて炎症したプラークの位置決めをする装置を開示している。両方の特許は赤外線装置を開示しているが、カテーテルシステムに適合することはできない。

治療の正確な位置における温度を知ることによる別の処置は、心臓の不整脈を正すために使用される技術である切除である。心臓の不整脈は、心臓の電気的な機能不全である。電気生理学的治療は、電気的な機能不全の原因となっている組織を切除することによって心臓の不整脈を直す。組織を切除するために、電気生理学的治療を行う内科医は心臓内部の静脈または動脈内において切除カテーテルを操作する。そのカテーテルは、目標となる組織にエネルギー（例えば、無線周波数またはレーザー光）を伝達するカテーテルの末端部に沿って切除要素（例えば、電極または光ファイバー束）を有している。伝達されたエネルギーは組織を加熱し、損傷を与える。

温度は、切除処置を成功する上において重大なパラメーターである。損傷の大きさと形状は、切除組織の温度、周囲の組織および／または切除要素の関数である。かくして、温度は処置の間、モニターされる。カテーテルは、処置の間、切除部分近くの組織の温度を測定するための温度センサーを含んでいる。温度を測定するために、カテーテルの端部にサーミスタまたは熱電対を使用することは知られている。

切除カテーテルは典型的には、コントローラーと発電機ユニットに固有のアダプターを備えた医療グレードのケーブルによって、そのコントローラーと発電機ユニットに接続されている。発電機は切除に必要なエネルギーを伝達し、コントローラーはサーミスタまたは熱電対からの温度に関連する信号を受ける。コントローラーは、切除処置中、心臓の電気的活性をモニターすることができる。コントローラーと発電機は、単一のユニットとすることができるし、二つの分離したユニットによって二つの機能を果たすこともできる。

無線周波数（ＲＦ）は電気生理学的治療で使用される切除エネルギーの一種である。ＲＦ切除発電機とコントローラーユニットは、サーミスタベースまたは熱電対ベースのいずれでも使用可能である。すなわち、公知のＲＦ発電機とコントローラーユニットは、カテーテル内の温度センサーによって得られる信号に基づく温度を表示することができる。しかし、それらは、特別の種類の温度センサーか、サーミスタまたは熱電対に対してのみ使用できる。切除と温度センサーを組み合わせたカテーテルの一例は、特許文献３であり、本願出願人に権利が譲渡されている。

センサーを使用する他の種類は、カテーテルの末端部に蛍光センサーを有する光ファイバーカテーテルの使用を開示している。一例は、特許文献４に開示されている。そのセンサーは、カテーテルの末端部に配置された蛍光材料を励起する光源を使用することによって作動する。励起された蛍光材料は、光ファイバーケーブルを通って伝送される光を次々に発する。蛍光の寿命はカテーテルの末端部の温度を計算するために使用される。しかし、特許文献４に開示されたカテーテルは、白熱光源と増幅器の必要な光検出器を使用している。温度を計算するために使用されるアルゴリズムは、カテーテルの製造において使用される重合体／フルオファー(fluophor)のマトリックスに依存している。

特許文献５と特許文献６は、温度を測定するために蛍光材料または蛍光体の使用を開示している。しかし、これらの特許に開示された装置は、蛍光体または蛍光材料を励起するために放射性材料または紫外線光源の使用が必要である。
米国特許第５９３５０７５号明細書米国特許第５８７１４４９号明細書米国特許第５８３３６８８号明細書米国特許第５０１２８０９号明細書米国特許第４４４８５４７号明細書米国特許第４５６０２８６号明細書

従って、動脈に最小の傷害を与えるだけで作動する、広く一般に使用されているカテーテルに、安価に且つ効率的な方法で組み込むことができる改良された蛍光温度センサーが必要とされている。

本発明は、温度センサーを備えたカテーテルを使用することによって体の内部の離れた位置の温度を測定するための改良されたカテーテル温度センサーおよびその測定方法を提供することによって上記要求を満足する。

一つの開示されたカテーテル温度センサーは、ルーメン(lumen)、上記ルーメンを通って伸びる光ファイバーケーブルおよび上記光ファイバーケーブルに接続されたコンソールを有している。光ファイバーケーブルは、上記コンソールに接続された基端部に蛍光材料を被覆された末端部を有している。上記コンソールは光源を有し、蛍光材料を励起するために光ファイバーケーブルを通って蛍光材料に光を伝送する。励起された蛍光材料は、上記光ファイバーケーブルを通ってコンソールに伝送される蛍光を発する。上記コンソールは蛍光の寿命を測定し、測定された寿命に基づいて光ファイバーケーブルの末端部または動脈壁に沿った点の温度を定める。

開示されたセンサーの改良として、ルーメンは光ファイバーケーブルの末端部を囲む末端セクションを有している。上記ルーメンの末端セクションは、コイルスプリング内に同軸で受け入れられる。さらに、上記ルーメンは開放された末端を有しており、コイルスプリングは末端部を有している。上記ルーメンの開放された末端は、溶接ボールに接続されてシールされている。上記溶接ボールは、コイルスプリングの末端部に接続されている。さらに、上記コイルスプリングはルーメンの外表面に溶接された基端部を有している。

開示されたセンサーの別の改良として、ルーメンはガイドワイヤを受け入れる別のルーメンに接続されている。上記ルーメンは収縮ラップを備えたガイドワイヤルーメンに接続されている。上記ルーメンはガイドワイヤルーメンを通過する。

開示されたセンサーのさらに別の改良として、センサーは、ルーメンおよびそのルーメンを通って伸びる光ファイバーケーブルを有している。上記光ファイバーケーブルは、反射面に接続された末端部とコンソールに接続された基端部を有している。上記ルーメンはバルーンに接続されている。上記バルーンは、光ファイバーケーブルの末端部と反射面を囲んでいる。上記バルーンは少なくとも部分的に蛍光材料を被覆された内表面を有している。上記コンソールは、光ファイバーケーブルを通ってその末端部に光を伝送するための光源を有している。上記反射面は光ファイバーケーブルを通って伝送された光をバルーンの内表面に反射し、それによって蛍光材料を励起して、光ファイバーケーブルを通ってコンソールに達するように、バルーンの内表面から反射面まで蛍光を伝送する。上記コンソールは蛍光の寿命を測定し、その寿命をバルーンの温度に変換する。

さらに別の改良として、開示されたセンサーは、ルーメンとそのルーメンを通過するガイドワイヤを有している。少なくとも一つの光ファイバーケーブルが、上記ガイドワイヤとルーメンの間に環状の空間を設けて配置されている。上記光ファイバーケーブルは、蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を有している。上記ルーメンは、上記ガイドワイヤと光ファイバーケーブルに対して伸縮自在である。上記ルーメンが収縮したとき、光ファイバーケーブルの末端部はガイドワイヤから移動するように、上記光ファイバーケーブルは、ガイドワイヤから半径方向外方に偏倚する。実際、光ファイバーケーブルの末端部は、ガイドワイヤから離れて動脈壁に向かって移動する。コンソールは、上記したように、光ファイバーケーブルの末端部の温度を計算する。

さらに別の改良として、開示されたセンサーは、ガイドワイヤの周りに間隔を設けてガイドワイヤとルーメンの間に環状に配置された複数の光ファイバーケーブルを有している。上記ルーメンが収縮したとき、光ファイバーケーブルの末端部はガイドワイヤから離れて動脈壁に向かって半径方向に移動するように、上記光ファイバーケーブルは、半径方向外方に偏倚する。この改良されたセンサーにおいて、コンソールは、各光ファイバーケーブルの各末端部の温度を計算し、それによって動脈壁の周囲の温度プロフィルを求める。

さらに開示されたセンサーの別の改良として、センサーは、バルーンに接続された末端部を備えたルーメンを有している。ガイドワイヤはルーメンを通過するのが好ましい。少なくとも一つの光ファイバーケーブルが上記ルーメンの外表面に沿って伸びており、上記バルーンの外表面に配置された末端部を有している。上記光ファイバーケーブルの末端部は蛍光材料を被覆されており、光ファイバーケーブルの基端部は上記したように、コンソールに接続されている。バルーンが膨張すると、光ファイバーケーブルの末端部は動脈壁に係合する。

さらに上記概念の改良として、複数の光ファイバーケーブルはルーメンとバルーンの外表面の周りに周方向に離間して配置されており、それによって動脈壁の温度の周方向のプロフィルを得ることができる。

別の改良として、ルーメンが収縮位置と伸張位置をとりうるように、上記ルーメンは圧縮セクションを有している。ルーメンの末端セクションは側面に開口部を有している。光ファイバーケーブルの末端部は側面の開口部と合致しており、上記ルーメンが収縮位置にあるとき、側面の開口部を通って伸びる。上記ルーメンが伸張位置にあるとき、上記光ファイバーケーブルの末端部はルーメン内に配置されている。さらにこの概念の改良として、ルーメンの末端セクションは複数の側面開口部を有しており、センサーは複数の光ファイバーケーブルを有している。上記ルーメンが収縮位置にあるとき、各光ファイバーケーブルはルーメンの側面開口部の一つを通って伸び、上記ルーメンが伸張位置にあるとき、各光ファイバーケーブルはルーメン内に配置されている。さらにこの概念の改良として、ルーメンが伸張したり収縮したりするとき、光ファイバーケーブルを側面開口部の内と外に向かってガイドするように、上記ルーメンはルーメン内に配置された円錐形の挿入物に適応する。

別の改良として、ルーメンの末端セクションは側面に開口部を有しており、ルーメンは収縮自在のシースに適応する。光ファイバーケーブルの末端部はルーメンの側面開口部を通って伸びており、上記シースが収縮しないとき、上記シースによって光ファイバーケーブルの末端部は囲まれている。上記シースは光ファイバーケーブルの末端部を露出するように収縮することができる。好ましい改良として、光ファイバーケーブルの末端部は、上記シースが収縮したとき、血管または器官の側壁に係合するように、径方向外方に弾性的に偏倚する。この概念の改良として、複数の側面の孔と弾性的に偏倚する光ファイバーケーブルが提供される。

関連する改良として、ルーメンの末端セクションは、そこを光ファイバーケーブルの末端部が通る側面開口部を有している。上記ルーメンの外表面は、流線形のプロフィルを備えるために、光ファイバーケーブルの末端部に適応するためのスロットまたは溝を有している。さらにこの改良として、複数の側面開口部とスロットまたは溝が、複数の光ファイバーケーブルに備えられている。

開示されたセンサーの別の改良として、コンソールは、光ファイバーケーブルを通って光を伝送し、蛍光材料を励起するための光源を有している。上記コンソールは、励起された蛍光材料によって発せられた光を複数のアナログ電圧信号に変換するための光倍率管を有している。上記コンソールはさらに、複数のアナログ電圧信号を少なくとも一つのデジタル信号に変換するために、光倍率管に接続されたデジタルオシロスコープを有している。上記コンソールはまた、少なくとも一つのデジタル信号を光ファイバーケーブルの末端部の温度に変換するために、デジタルオシロスコープに接続されたプロセッサーを有している。

開示されたセンサーの別の改良として、光源は第一期間の間蛍光材料を励起し、それから励起を停止する。励起の停止後、励起された蛍光材料によって発せられた光の強度は、光倍率管によって生成するアナログ電圧信号の変化につながる温度の関数として低下する。

開示されたセンサーの別の改良として、プロセッサーは少なくとも一つのデジタル信号を光ファイバーケーブルの末端部の温度と相関させるための少なくとも一つのテーブルを備えたメモリーを有している。

開示されたセンサーの別の改良として、光源はレーザーである。さらなる改良として、上記光源は窒素レーザーである。

開示されたセンサーの別の改良として、センサーは光ファイバーケーブルの基端部に配置されたビームスプリッターを有している。上記ビームスプリッターは、光源と光倍率管に接続されている。上記ビームスプリッターは、光源から光ファイバーケーブルまで光を伝送し、光ファイバーケーブルから光倍率管まで励起された蛍光材料によって発せられた光を伝送する。

開示されたセンサーの別の改良として、センサーは光源に接続されたトリガー遅延発振器を有している。

開示されたセンサーの別の改良として、センサーは光ファイバーケーブルの基端部と光倍率管の間に配置されたフィルターを有している。

開示されたセンサーの別の改良として、センサーは光ファイバーケーブルの基端部と光倍率管の間に配置されたバンドスペースフィルターを有している。

開示されたセンサーの別の改良として、センサーはビームスプリッターと光倍率管の間に配置されたバンドスペースフィルターを有している。

開示されたセンサーの別の改良として、蛍光材料はフッ化ゲルマニウム酸マグネシウムを含有している。

開示されたセンサーの別の改良として、蛍光材料はマンガンをドープされたフッ化ゲルマニウム酸マグネシウムを含有している。

開示されたセンサーの別の改良として、蛍光材料はランタンオキシ硫化物を含有している。

開示されたセンサーの別の改良として、蛍光材料はユウロピウムをドープされたランタンオキシ硫化物を含有している。

開示されたセンサーの別の改良として、蛍光材料はドープされた蛍光体を含有している。

動脈壁に沿って温度を測定するための方法が開示される。開示された方法は、ルーメンを有するカテーテルとそのルーメンを通って伸びる光ファイバーケーブルを備えている。光ファイバーケーブルは蛍光材料を被覆された末端部を有している。光ファイバーケーブルは、また基端部を有している。上記方法は、カテーテルを動脈内に挿入し、第一の所定期間、上記光ファイバーケーブルを通って蛍光材料に光を伝送し、それによって蛍光材料を励起して蛍光を発する工程を含んでいる。上記方法はさらに、光ファイバーケーブルを通る光の伝送を停止する工程を含んでいる。上記方法は、第二の所定期間、励起した蛍光材料によって発せられた光を光ファイバーケーブルを通って光ファイバーケーブルの末端部で受け入れる工程を含んでいる。上記方法はまた、光ファイバーケーブルの末端部で受け入れた蛍光の寿命を測定し、測定した蛍光の寿命を温度に変換する工程を含んでいる。

図面は大きさが必要ではなく、実施例は、記号、仮想線、概略表示および断面などにより示される。ある場合には、開示された実施例の理解に必要でないか又は理解を困難にする詳細な説明は省略される。もちろん、本発明はここに開示された実施例に必ずしも限定されないことは言うまでもない。

蛍光体は、無機酸化物、オキシ硫化物、オルトリン酸塩および希土類金属からなる。蛍光体は、典型的には低濃度のドーパントを含んでいる。ある波長の光によって励起されたとき、蛍光体は蛍光を発し、蛍光の崩壊時間は蛍光体の温度に比例している。温度が上昇すると、その崩壊時間は特別の放出波長のために減少する。

本実施例で使用される好ましい蛍光体は、マンガンをドープされたフッ化ゲルマニウム酸マグネシウムと、ユウロピウムをドープされたランタンオキシ硫化物を含有している。これらの蛍光体は、５１４ｎｍ、５３８ｎｍおよび６１９ｎｍにおいてピークの放出強度を有している。

図１に示された例において、システム１０は、好ましくはレーザー、より好ましくは窒素レーザーである光源１１を有している。光源１１は、好ましくは、ビームスプリッター１３によって矢印１２の方向に伝送される紫外線を発する。ビームスプリッター１３は、コネクタ１５において、光ファイバーケーブル１４に接続されている。紫外線は矢印１６の方向に伝送される。

図２〜５に示すように、光ファイバーケーブル１４ａ〜１４ｃの末端セクション１７ａ〜１７ｃは蛍光材料１８を被覆されている。光源１１によって生成されて光ファイバーケーブル１４ａ〜１４ｃを経て伝送される紫外線は、蛍光材料１８を励起し、それによって蛍光材料が蛍光を発する。蛍光は、矢印２１（図１参照）の方向において光ファイバーケーブルの基端部に向かって伝送され、光倍率管２３で受け入れられる前に、ビームスプリッター１３とフィルター２２を通過する。

光倍率管２３は、蛍光材料１８で発せられた光を複数の電圧信号に変換し、その電圧信号は配線２４を経由してデジタルオシロスコープ２５に伝送される。デジタルオシロスコープ２５は電圧信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号は配線２６を経由してプロセッサー２７に伝送される。一実施例として、プロセッサー２７はラップトップコンピュータである。コントロールルーム２８はトリガー遅延発振器２９に信号を送り、次いで、トリガー遅延発振器２９は光源１１に信号を送り、光源１１が光を発する。

同時に、プロセッサー２７にデジタル信号を送るのをやめるように、信号がオシロスコープ２５に送られる。蛍光材料１８の所定の励起時間の後、光源１１は停止し、蛍光材料１８によって発せられた蛍光は光倍率管２３で受け入れられ、光倍率管２３は所定期間オシロスコープ２５に電圧信号を送る。次いで、オシロスコープ２５はプロセッサー２７に少なくとも一つのデジタル信号を送る。一実施例として、プロセッサーで受け入れられるデジタル信号はオシロスコープにおいて受け入れられる電圧信号の変化を表し、その電圧信号は、デジタル信号を温度値に変換するためにプロセッサー２７のメモリーに蓄えられている指数遅延曲線をテーブルにした数値と比較される。そのプロセッサーは、温度を計算するためにアルゴリズムを利用する。そのようなアルゴリズムは、当業者によって知られている（例えば、米国特許第５０１２８０９号明細書を参照）。

図２〜５において、光ファイバーケーブル１４ａ〜１４ｃは、ルーメン１９ａ〜１９ｃ内に配置されている。図４と図５に示すように、ルーメン１９ｂ、１９ｃの基端部３１ｂ、３１ｃはそれぞれコネクター１５ｂ、１５ｃに接続されている。

図２と図３に示すように、ルーメン１９ａの末端セクション３２ａはコイル３３を通過している。コイルの末端部３４は、ルーメン１９ａの末端３６をシールする溶接ボール３５に接続されている。コイル３３の基端部３７は溶接３８によってルーメン１９ａの外表面に溶接されている。図２と図３に示すように、蛍光材料１８を覆うコイル３３には間隙が設けられているので、コイル３３は蛍光材料１８を断熱せずに、蛍光材料１８に自由な熱伝導を生成し、それゆえ正確に温度を測定しうる。ワイヤリボン３９がコイル３３を拡げるようにコイル３３の下部に配置されている。コイル３３とリボン３９を使用することで、最小の外傷で作動する温度プローブを提供する場合よりも、小さい外形で構造的に一体性を有するとともに蛍光材料１８に優れた熱伝導を誘起する。

図４と図５に示すように、蛍光材料１８は完全に露出している。図４と図５に示す実施例において、ルーメン１９ｂと１９ｃはそれぞれガイドワイヤルーメン４１と４２に接続されている。ガイドワイヤルーメン４１は、収縮ラップ４３でルーメン１９ｂに固着されている。また、図５において、ルーメン１９ｃは、ガイドワイヤルーメン４２を通過している。図２と図３に示す実施例と同様に、図４と図５に示す実施例は、使用時に起こる外傷が最小となるような、細くて流線型の温度センサーを提供する。

図６において、ルーメン１９ｄはバルーン５０に接続されている。光ファイバーケーブル１４ｄはルーメン１９ｄとバルーン５０を通過している。反射面５１は、光ファイバーケーブル１４ｄの末端セクション３２ｄに設けられており、その反射面５１はコンソールからバルーン５０の内表面の蛍光材料１８に向かって光ファイバーケーブル１４ｄを伝送されてきた光を反射する。蛍光材料１８が励起されると、反射面５１に向かって蛍光を戻し、次いで、上記したように、コンソールに向かって光ファイバーケーブル１４ｄを経て蛍光を伝送する。別個の検出器５２を光ファイバーケーブル１４ｄの末端セクション３２ｄに設けることもできるし、設けなくてもよい。図６に示す実施例において、光ファイバーケーブル１４ｄはガイドワイヤとして作用し、それゆえ、別のガイドワイヤは必要ではない。

図７〜９に示す実施例において、ルーメン１９ｅは、５４で仮想線で示すガイドワイヤと５５で示す複数の光ファイバーケーブルを内蔵している。図８に示すように、光ファイバーケーブル５５はガイドワイヤ５４から半径方向外方に偏倚している。従って、ルーメン１９ｅまたはシースが収縮するとき、光ファイバーケーブル５５は動脈壁に向かって外方に伸び、光ファイバーケーブル５５の蛍光材料を被覆された末端部５６は動脈壁に係合し、図９に示すように、動脈壁の異なる周方向の点の温度を測定する。従って、図７〜９に示す実施例は、動脈壁の周方向の温度プロフィルを与えることができる。先細状のノーズピース５７は、脱着可能にルーメン１９ｅに接続されており、図７〜９に示すカテーテルが動脈に挿入されるとき、動脈に対する外傷を容易に減少することができる。

図１０〜１１に示すように、多数のセンサーを伴う別の実施例において、複数の光ファイバーケーブル６１がルーメン６２の周りに配置されている。各光ファイバーケーブル６１は、バルーン６５の外表面６４に配置された蛍光材料を被覆された末端部６３を有している。バルーンはルーメン６２に接続されている。バルーン６５が膨張すると、図１１に示すように、光ファイバーケーブル６１の蛍光材料を被覆された末端部６３は動脈壁に係合し、上記したように、周方向の温度プロフィルを与える。先細状のノーズピース６７は小さい外形を実現し、それによって図１０〜１１に示すカテーテルが動脈に挿入されるとき、動脈に対する外傷を最小にすることができる。

図１２と図１３において、ルーメン１９ｆはスプリング３３に接続されている。光ファイバーケーブル１４ｆはルーメン１９ｆ内に配置されており、その末端部１７ｆはスプリング３３の近くに配置されている。図１３に示すように、ルーメン１９ｆは複数のスロットまたはスリット７１を有しているので、光ファイバーケーブル１４ｆの末端部１７ｆ、及びそれゆえ蛍光材料１８に対する熱の移動を高める。光ファイバーケーブル１４ｆはコネクタ１５ｆによってルーメン１９ｆに接続されている。

図１４と図１５において、伸張可能なルーメン１９ｇが開示されている。ルーメン１９ｇはアコーディオン状の構造を有する伸張可能セクション７２を有している。また、複数の光ファイバーケーブル７３、７４および７５が示されている。光ファイバーケーブル７３、７４および７５は、それぞれ側面の開口部７６、７７および７８に合致して伸びている。図１４に示す伸張位置において、ルーメン１９ｇは伸張しており、光ファイバーケーブル７３、７４および７５はルーメン１９ｇ内に配置されている。しかし、ルーメン１９ｇが図１５に示す位置に収縮または後退するとき、コネクター１５ｇによってルーメン１９ｇに接続されている光ファイバーケーブル７３、７４および７５は側面の開口部７６、７７および７８を通って伸び、図１５に示す位置をとる。光ファイバーケーブル７３、７４および７５の末端部は図１４に示す円錐形の挿入物７９によって半径方向外方に弾性的に偏倚している。円錐形の挿入物７９は、図１５に示すように、光ファイバーケーブル７３、７４および７５を開口部７６、７７および７８に向かってガイドして、その開口部を経てそれらの光ファイバーケーブルを半径方向外方に引き出す。図１４と図１５に示す実施例において、ルーメン１９ｇはスプリング３３に接続されている。３つの光ファイバーケーブル７３、７４、７５と３つの開口部７６、７７、７８が示されているだけで、第四の光ファイバーケーブルと開口部は図１４と図１５には示されていない。光ファイバーケーブルと開口部の数は１から６の範囲とすることができ、３または４が好ましい。

図１６と図１７において、外側のシース８１に適応するルーメン１９ｈが開示されている。図１４と図１５に示す実施例と同様に、ルーメン１９ｈの側面の開口部８５、８６、８７を通って伸びる複数の光ファイバーケーブル８２、８３、８４が開示されている。ルーメン１９ｈはスプリング３３に接続されている。シース８１は伸縮自在であり、図１７に示すように、引っ込められるかまたは除去されると、光ファイバーケーブル８２、８３、８４は、自身の弾性偏倚特性または図１４に示す円錐形の挿入物７９のような挿入物によって外方に偏倚される。また、１から６までの光ファイバーケーブルと開口部を用いることができる。

図１８と図１８Ａに示す実施例において、ルーメン１９ｇは側面の開口部９１、９２、９３を有し、その側面の開口部を通って光ファイバーケーブル９４、９５、９６が伸張する。開口部９１、９２、９３の他に、ルーメン１９ｇの外表面は光ファイバーケーブル９４、９５、９６の末端部に適応するスロットまたは溝９７、９８、９９を有している。光ファイバーケーブル９４、９５、９６はスロット９７、９８、９９内にある。図１８と図１８Ａに示す実施例は、使用中に患者に与える外傷が最小となるような狭い断面形状を有している。図１８と図１８Ａに示す実施例において、スプリング３３を含み、１から６までの光ファイバーケーブルと開口部とスロットを用いることができる。

ここに開示された内容の変形、修正または他の手段は、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において、当業者には明らかである。従って、本発明は詳細な説明によって限定されるべきでなく、請求の範囲の記載によって解釈されるべきである。

本発明に従って製造されたカテーテルと蛍光温度センサーシステムを概略的に示す図である。本発明に従って製造されたカテーテルの先端部の側断面図である。図２に示すカテーテルの先端部の側面図である。本発明に従って製造された別のカテーテルの先端部の斜視図である。本発明に従って製造されたさらに別のカテーテルの先端部の斜視図である。本発明に従って製造されたさらに別のカテーテルの先端部の側断面図である。本発明に従って製造されたさらに別のカテーテルの先端部の側断面図である。スリーブが収縮位置にあって、温度プローブが径方向に伸張位置にあるとき、図７に示すカテーテルの先端部の別の側断面図である。図８の線９−９に沿った断面図である。本発明に従って製造された複数の温度プローブを備えたバルーンカテーテルの斜視図である。バルーンが膨張状態にある、図１０に示すカテーテル先端部の別の斜視図である。本発明に従って製造された別のカテーテル先端部の側断面図である。図１２に示すカテーテル先端部の側面図である。伸張状態にある、本発明に従って製造された別のカテーテル先端部の側面図である。収縮状態にある、図１４に示すカテーテル先端部の側面図である。光ファイバーケーブルの末端部を囲むシースを伴った、本発明に従って製造された別のカテーテル先端部の側面図である。シースが収縮し、光ファイバーケーブルの末端部が径方向外方に伸張している、図１６に示すカテーテル先端部の側面図である。本発明に従って製造された別のカテーテル先端部の側面図である。図１８に示すＡ部の拡大図である。

符号の説明

１０システム
１１光源
１３ビームスプリッター
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｆ光ファイバーケーブル
１５、１５ｂ、１５ｃ、１５ｆ、１５ｇコネクタ
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ末端セクション
１７ｆ末端部
１８蛍光材料
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、１９ｅ、１９ｆ、１９ｇ、１９ｈルーメン
２２フィルター
２３光倍率管
２４配線
２５デジタルオシロスコープ
２６配線
２７プロセッサー
２８コントロールルーム
２９トリガー遅延発振器
３１ｂ、３１ｃ基端部
３２ａ、３２ｄ末端セクション
３３コイル、スプリング
３４末端部
３５溶接ボール
３６末端
３７基端部
３８溶接
３９ワイヤリボン
４１、４２ガイドワイヤルーメン
４３収縮ラップ
５０バルーン
５１反射面
５２検出器
５４ガイドワイヤ
５５光ファイバーケーブル
５６末端部
５７ノーズピース
６１光ファイバーケーブル
６２ルーメン
６３末端部
６４外表面
６５バルーン
６７ノーズピース
７１スロット（またはスリット）
７２伸張可能セクション
７３光ファイバーケーブル
７４光ファイバーケーブル
７５光ファイバーケーブル
７６側面の開口部
７７側面の開口部
７８側面の開口部
７９挿入物
８１シース
８２光ファイバーケーブル
８３光ファイバーケーブル
８４光ファイバーケーブル
８５側面の開口部
８６側面の開口部
８７側面の開口部
９１側面の開口部
９２側面の開口部
９３側面の開口部
９４光ファイバーケーブル
９５光ファイバーケーブル
９６光ファイバーケーブル
９７スロット（または溝）
９８スロット（または溝）
９９スロット（または溝）

Claims

ルーメンと、
上記ルーメンを通って伸びる光ファイバーケーブルであって蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を備えた光ファイバーケーブルとを有するカテーテル温度センサーであって、
上記ルーメンが光ファイバーケーブルの末端部を少なくとも部分的に囲む末端セクションを有し、該末端セクションの少なくとも一部はコイルスプリング内に受け入れられ、
上記コイルスプリングは蛍光材料との間に間隙を設けて蛍光材料に接近するように蛍光材料と同一方向に連続体として配置され、上記コイルスプリングと蛍光材料との間の間隙により蛍光材料への熱伝導および蛍光材料からの熱伝導を妨げることがなく、
上記コンソールは光ファイバーケーブルを経て光を伝送して蛍光材料を励起するための光源を有し、さらにそのコンソールは励起された蛍光材料によって発せられた光から温度信号を生成するための手段を有しているカテーテル温度センサー。
生成手段が、
励起された蛍光材料によって発せられた光を複数のアナログ電圧信号に変換するための光倍率管と、
複数のアナログ電圧信号を少なくとも一つのデジタル信号に変換するために上記光倍率管に接続されたデジタルオシロスコープと、
少なくとも一つのデジタル信号を光ファイバーケーブルの末端部の温度に変換するためにデジタルオシロスコープに接続されたプロセッサー
とを有する請求項１記載のセンサー。
光源が、さらに第１期間の間蛍光材料を励起し、そしてその励起を停止し、励起の停止後、励起された蛍光材料によって発せられた光の強度は、光倍率管によって生成されたアナログ電圧信号の変化につながる温度の関数として低下する請求項２記載のセンサー。
プロセッサーが、少なくとも一つのデジタル信号を光ファイバーケーブルの末端部の温度に相関させるための少なくとも一つのテーブルを備えたメモリーを有する請求項３記載のセンサー。
光源がレーザーである請求項１記載のセンサー。
光源が窒素レーザーである請求項１記載のセンサー。
光ファイバーケーブルの末端部に配置されたビームスプリッターを有し、光源から上記光ファイバーケーブルに光を伝送し、励起された蛍光材料によって発せられた光を光ファイバーケーブルから光倍率管に伝送するために、上記ビームスプリッターが光源と光倍率管に接続されている請求項２記載のセンサー。
光源に接続されたトリガー遅延発振器を有する請求項１記載のセンサー。
光ファイバーケーブルの基端部と光倍率管の間に配置されたフィルターを有する請求項２記載のセンサー。
光ファイバーケーブルの基端部と光倍率管の間に配置されたバンドスペースフィルターを有する請求項２記載のセンサー。
蛍光材料がフッ化ゲルマニウム酸マグネシウムを含有する請求項１記載のセンサー。
蛍光材料がマンガンをドープされたフッ化ゲルマニウム酸マグネシウムを含有する請求項１記載のセンサー。
蛍光材料がランタンオキシ硫化物を含有する請求項１記載のセンサー。
蛍光材料がユウロピウムをドープされたランタンオキシ硫化物を含有する請求項１記載のセンサー。
蛍光材料がドープされた蛍光体を含有する請求項１記載のセンサー。
ルーメンが開放された末端を有し、コイルスプリングが末端部を有し、ルーメンの開放された末端は溶接ボールに接続されてシールされ、上記溶接ボールはコイルスプリングの末端部に接続されている請求項１記載のセンサー。
コイルスプリングはルーメンの外表面に溶接されている基端部を有する請求項１６記載のセンサー。
ルーメンの末端セクションは、光ファイバーケーブルの末端部に隣接して配置された少なくとも一つの開口部を有する請求項１記載のセンサー。
ルーメンは末端部を有し、光ファイバーケーブルの末端部はルーメンの末端セクションを越えて伸びている請求項１記載のセンサー。
ルーメンはガイドワイヤを受け入れる第二のルーメンに接続されている請求項１９記載のセンサー。
ルーメンは収縮ラップを備えた第二のルーメンに接続されている請求項２０記載のセンサー。
ルーメンが第二のルーメンを通過する請求項２０記載のセンサー。
ルーメンを通過するガイドワイヤと、
上記ガイドワイヤとルーメンの間に環状の空間を設けて配置された複数の光ファイバーケーブルとを有し、
各光ファイバーケーブルは蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を備え、
上記ルーメンはガイドワイヤと光ファイバーケーブルに対して伸縮自在であって、ルーメンが収縮したとき、少なくとも一つの光ファイバーケーブルの末端部がガイドワイヤから移動するように、上記光ファイバーケーブルはガイドワイヤから半径方向外方に偏倚する請求項１記載のセンサー。
ルーメンは該ルーメンが収縮位置と伸張位置とをとりうるための圧縮可能セクションを有し、
上記ルーメンの末端セクションは側面に開口部を有し、
ルーメンが収縮位置にあるとき、光ファイバーケーブルの末端部は側面の開口部に合致して側面の開口部を通って伸び、
ルーメンが伸張位置にあるとき、光ファイバーケーブルの末端部はルーメン内に配置されている請求項１記載のセンサー。
複数の光ファイバーケーブルを有し、各光ファイバーケーブルは蛍光材料を被覆された末端部を有し、ルーメンの末端部は各光ファイバーケーブルのための一つの開口部を含む複数の側面開口部を有し、各光ファイバーケーブルはルーメンの側面開口部の一つと合致する請求項２４記載のセンサー。
ルーメンが伸張位置と収縮位置の間を移動するとき、上記ルーメンの側面開口部を通って光ファイバーケーブルをガイドするために、上記ルーメン内に配置された円錐形の挿入物を有する請求項２５記載のセンサー。
ルーメンの末端セクションは側面に開口部を有し、光ファイバーケーブルの末端部は上記側面開口部を通って伸び、上記ルーメンは伸縮自在のシースを通過し、上記シースは光ファイバーケーブルの末端部を被覆し、上記シースが収縮したとき光ファイバーケーブルの末端部は半径方向外方に偏倚する請求項１記載のセンサー。
ルーメンの末端セクションは複数の側面開口部を有し、センサーは複数の光ファイバーケーブルを有し、各光ファイバーケーブルは蛍光材料を被覆された末端部を有し、各光ファイバーケーブルの末端部は側面開口部の一つを通って伸び、シースが収縮したとき各光ファイバーケーブルの末端部は半径方向外方に偏倚する請求項２７記載のセンサー。
ルーメンの末端セクションは側面に開口部を有し、光ファイバーケーブルの末端部は上記側面開口部を通って伸びている請求項１記載のセンサー。
ルーメンの外表面が光ファイバーケーブルの末端部に適応するための溝を有する請求項２９記載のセンサー。
複数の光ファイバーケーブルと、複数の側面開口部と溝を備えたルーメンとを有し、各溝は側面開口部の一つからルーメンの外表面に沿って末端部に向かって伸び、各光ファイバーケーブルの各末端部は側面開口部の一つを通って伸びるとともに溝の一つに適応する請求項１記載のセンサー。
ルーメンと、
上記ルーメンを通って伸びる光ファイバーケーブルであって蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を備えた光ファイバーケーブルとを有するカテーテル温度センサーであって、
上記ルーメンが上記光ファイバーケーブルの末端部を少なくとも部分的に囲む末端セクションを有し、該末端セクションの一部がコイルスプリング内で軸方向に受け入れられ、上記コイルスプリングは蛍光材料との間に間隙を設けて蛍光材料に接近するように蛍光材料と同一方向に連続体として配置され、上記コイルスプリングと蛍光材料との間の間隙により蛍光材料への熱伝導および蛍光材料からの熱伝導を妨げることがないカテーテル温度センサー。
ルーメンと、
上記ルーメンを通って伸びる光ファイバーケーブルであって蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を備えた光ファイバーケーブルとを有するカテーテル温度センサーであって、
上記ルーメンがガイドワイヤを受け入れる第二のルーメンに接続されているカテーテル温度センサー。
ルーメンと、
上記ルーメンを通るガイドワイヤと、
上記ガイドワイヤとルーメンとの間に環状の空間を設けて配置された少なくとも一つの光ファイバーケーブルとを有するカテーテル温度センサーであって、
少なくとも一つの光ファイバーケーブルは蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を有し、
上記ルーメンはガイドワイヤと少なくとも一つの光ファイバーケーブルに対して伸縮自在であって、ルーメンが収縮したとき少なくとも一つの光ファイバーケーブルの末端部はガイドワイヤから移動するように、少なくとも一つの光ファイバーケーブルはガイドワイヤから半径方向外方に偏倚し、
上記コンソールは少なくとも一つの光ファイバーケーブルの末端部を通って光を伝送するための光源を有し、それによって蛍光材料を励起して少なくとも一つの光ファイバーケーブルを通ってコンソールまで蛍光を伝送し、上記コンソールは少なくとも一つの光ファイバーケーブルの末端部からの蛍光の寿命を測定し、その寿命を少なくとも一つの光ファイバーケーブルの末端部の温度に変換するカテーテル温度センサー。
少なくとも一つの光ファイバーケーブルは、ガイドワイヤとルーメンの間であって、ガイドワイヤの周りに間隙を設けて配置された複数の光ファイバーケーブルを有し、各光ファイバーケーブルは、蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を有し、
上記ルーメンは、ガイドワイヤと各光ファイバーケーブルに対して伸縮自在であって、ルーメンが収縮したとき各光ファイバーケーブルの末端部はガイドワイヤから半径方向に移動するように、各光ファイバーケーブルはガイドワイヤから半径方向外方に偏倚し、上記コンソールは各光ファイバーケーブルの末端部を通って光を伝送するための光源を有し、それによって各末端部の蛍光材料を励起して各光ファイバーケーブルを通ってコンソールまで蛍光を伝送し、上記コンソールは各光ファイバーケーブルの末端部の蛍光の寿命を測定し、その寿命を各光ファイバーケーブルの末端部の温度に変換する請求項３４記載のセンサー。
ルーメンと、
上記ルーメンを通って伸びる光ファイバーケーブルであって蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を備えた光ファイバーケーブルとを有するカテーテル温度センサーであって、
上記ルーメンは光ファイバーケーブルの末端部を少なくとも部分的に囲む末端セクションを有し、該末端セクションの一部はコイルスプリング内で軸方向に受け入れられ、上記ルーメンの末端セクションは光ファイバーケーブルの末端部に隣接する複数のスリットを有するカテーテル温度センサー。
ルーメンと、
上記ルーメンを通って伸びる光ファイバーケーブルであって蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を備えた光ファイバーケーブルとを有するカテーテル温度センサーであって、
上記ルーメンが上記光ファイバーケーブルの末端部を少なくとも部分的に囲む末端セクションを有し、該末端セクションの一部がコイルスプリング内で軸方向に受け入れられ、上記ルーメンは該ルーメンが収縮位置と伸張位置とをとりうるための圧縮可能セクションを有し、上記ルーメンの末端セクションは側面に開口部を有し、ルーメンが収縮位置にあるとき、光ファイバーケーブルの末端部は側面の開口部に合致して側面の開口部を通って伸び、ルーメンが伸張位置にあるとき、光ファイバーケーブルの末端部はルーメン内に配置されているカテーテル温度センサー。
複数の光ファイバーケーブルを有し、各光ファイバーケーブルは蛍光材料を被覆された末端部を有し、ルーメンの末端部は各光ファイバーケーブルのための一つの開口部を含む複数の側面開口部を有し、各光ファイバーケーブルはルーメンの側面開口部の一つと合致する請求項３７記載のセンサー。
ルーメンが伸張位置と収縮位置の間を移動するとき、上記ルーメンの側面開口部を通って光ファイバーケーブルをガイドするために、上記ルーメン内に配置された円錐形の挿入物を有する請求項３８記載のセンサー。
ルーメンと、
上記ルーメンを通って伸びる光ファイバーケーブルであって蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を備えた光ファイバーケーブルとを有するカテーテル温度センサーであって、
上記ルーメンが上記光ファイバーケーブルの末端部を少なくとも部分的に囲む末端セクションを有し、該末端セクションの一部がコイルスプリング内で軸方向に受け入れられ、上記ルーメンの末端セクションは側面に開口部を有し、光ファイバーケーブルの末端部は上記側面開口部を通って伸び、上記ルーメンは伸縮自在のシースを通過し、該シースは光ファイバーケーブルの末端部を被覆し、上記シースが収縮したとき光ファイバーケーブルの末端部は半径方向外方に偏倚するカテーテル温度センサー。
ルーメンの末端セクションは複数の側面開口部を有し、センサーは複数の光ファイバーケーブルを有し、各光ファイバーケーブルは蛍光材料を被覆された末端部を有し、各光ファイバーケーブルの末端部は上記側面開口部の一つを通って伸び、シースが収縮したとき各光ファイバーケーブルの末端部は半径方向外方に偏倚する請求項４０記載のセンサー。
ルーメンと、
上記ルーメンを通って伸びる光ファイバーケーブルであって蛍光材料を被覆された末端部とコンソールに接続された基端部を備えた光ファイバーケーブルとを有するカテーテル温度センサーであって、
上記ルーメンが上記光ファイバーケーブルの末端部を少なくとも部分的に囲む末端セクションを有し、該末端セクションの一部がコイルスプリング内で軸方向に受け入れられ、上記ルーメンの末端セクションは側面に開口部を有し、光ファイバーケーブルの末端部は上記側面開口部を通って伸び、上記ルーメンの外表面が光ファイバーケーブルの末端部に適応するための溝を有するカテーテル温度センサー。
複数の光ファイバーケーブルと、複数の側面開口部と溝を備えたルーメンとを有し、各溝は側面開口部の一つからルーメンの外表面に沿って末端に向かって伸び、各光ファイバーケーブルの各末端部は側面開口部の一つを通って伸びるとともに溝の一つに適応する請求項４２記載のセンサー。