(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドワイヤと、前記ガイドワイヤの遠位端において提供されるコイルと、前記ガイドワイヤの遠位端において提供されるコンデンサとを含む、血管における血圧を検出するためのシステムであって、前記コイルおよび前記コンデンサを相互に結合することにより共振回路が形成され、前記コイルおよび前記コンデンサのうちの少なくとも１つは、前記共振回路が前記ガイドワイヤに対して外部にある流体の圧力の変化に応じて変化する共振周波数を有するよう、前記外部流体の変化に応答し、前記共振周波数を監視し前記外部流体の前記圧力を判定するために前記共振回路に対して動作可能に取り付けられた検出器と、挿入シースとをさらに含み、前記ガイドワイヤは前記挿入シースを通って延在し、前記共振回路は前記ガイドワイヤの遠位端における接地電極を介して、および前記挿入シース内のブラシ接点を介して前記検出器に動作可能に接続されている、システム。
【請求項２】
前記コイルは前記ガイドワイヤに対して外部にある流体の圧力の変化に応じて変化するインダクタンスを有するよう構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コイルに強磁性コアが設けられ、該強磁性コアは、前記ガイドワイヤに移動可能に取り付けられ、且つ前記外部流体の圧力の変化の結果として前記コアが前記コイルに対して移動し、それにより前記コイルのインダクタンスが変化し、それに付随して前記共振回路の前記共振周波数が変化するよう、前記コイルの内部に部分的に配置されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記共振回路は、前記コイルに対して移動可能である可動接点を有し、前記外部流体の圧力の変化の結果として、前記可動接点が前記コイルに対して移動して前記コイルの有効長さが変化し、それにより前記コイルのインダクタンスが変化し、それに付随して前記共振回路の前記共振周波数が変化する、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記コイルは、前記外部流体の圧力の変化の結果として前記コイルの有効長さの変化が生じ、それにより前記コイルのインダクタンスが変化し、それに付随して前記共振回路の前記共振周波数が変化するよう、前記ガイドワイヤに対して移動可能に取り付けられた巻線を有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記コンデンサは前記外部流体の圧力の変化に応答して変化する静電容量を有するよう構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記コンデンサは第１プレート要素および第２プレート要素を有し、少なくとも前記第２プレート要素は、前記外部流体の圧力の変化の結果として前記第２プレート要素が移動し、前記第１プレート要素と前記第２プレート要素との間の距離または間隔の変化が生じ、それにより前記静電容量が変化し、それに付随して前記共振回路の前記共振周波数が変化するよう、前記ガイドワイヤに対して移動可能に取り付けられている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記共振回路は第１共振回路であり、前記検出器は患者の外側で使い捨て可能である第２共振回路を含み、前記第２共振回路は、いつ前記第１共振回路および前記第２共振回路が共振状態になるかを判定することにより前記共振周波数を判定するために前記第１共振回路に電磁的に結合可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記検出器は第２共振回路の電力消費を監視するよう構成されている、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第２共振回路は、インターベンション部位の付近で患者に取付可能であるプリントされた使い捨て可能なコイルを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第２共振回路はシース上に取り付けられ、前記ガイドワイヤは前記シースを通って延在する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記検出器は受信器／送信器アンテナとして機能する近位ワイヤ端部を介して前記共振回路に動作可能に接続された無線送信機／受信器を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
ガイドワイヤと、前記ガイドワイヤの遠位端において提供されるコイルと、前記ガイドワイヤの遠位端において提供されるコンデンサとを含む、血管における血圧を検出するためのシステムであって、前記コイルおよび前記コンデンサを相互に結合することにより共振回路が形成され、前記コイルおよび前記コンデンサのうちの少なくとも１つは、前記共振回路が前記ガイドワイヤに対して外部にある流体の圧力の変化に応じて変化する共振周波数を有するよう、前記外部流体の変化に応答し、前記共振周波数を監視し前記外部流体の前記圧力を判定するために前記共振回路に対して動作可能に取り付けられた検出器をさらに含み、前記共振回路は第１共振回路であり、前記検出器は患者の外側で使い捨て可能である第２共振回路を含み、前記第２共振回路は、いつ前記第１共振回路および前記第２共振回路が共振状態になるかを判定することにより前記共振周波数を判定するために前記第１共振回路に電磁的に結合可能である、システム。
【請求項１４】
前記検出器は第２共振回路の電力消費を監視するよう構成されている、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第２共振回路は、インターベンション部位の付近で患者に取付可能であるプリントされた使い捨て可能なコイルを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第２共振回路はシース上に取り付けられ、前記ガイドワイヤは前記シースを通って延在する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
ガイドワイヤと、前記ガイドワイヤの遠位端において提供されるコイルと、前記ガイドワイヤの遠位端において提供されるコンデンサとを含む、血管における血圧を検出するためのシステムであって、前記コイルおよび前記コンデンサを相互に結合することにより共振回路が形成され、前記コイルおよび前記コンデンサのうちの少なくとも１つは、前記共振回路が前記ガイドワイヤに対して外部にある流体の圧力の変化に応じて変化する共振周波数を有するよう、前記外部流体の変化に応答し、前記共振周波数を監視し前記外部流体の前記圧力を判定するために前記共振回路に対して動作可能に取り付けられた検出器をさらに含み、前記ガイドワイヤはコア部材およびハイポチューブを有し、前記検出器は前記ガイドワイヤの近位端に配置された２つの電気接点を介して前記共振回路に接続され、前記電気接点の一方は前記コア部材に接続され、前記電気接点の他方は前記ハイポチューブに接続されている、システム。
【請求項１８】
ガイドワイヤと、前記ガイドワイヤの遠位端において提供されるコイルと、前記ガイドワイヤの遠位端において提供されるコンデンサとを含む、血管における血圧を検出するためのシステムであって、前記コイルおよび前記コンデンサを相互に結合することにより共振回路が形成され、前記コイルおよび前記コンデンサのうちの少なくとも１つは、前記共振回路が前記ガイドワイヤに対して外部にある流体の圧力の変化に応じて変化する共振周波数を有するよう、前記外部流体の変化に応答し、前記共振周波数を監視し前記外部流体の前記圧力を判定するために前記共振回路に対して動作可能に取り付けられた検出器と、挿入シースとをさらに含み、前記ガイドワイヤは前記挿入シースを通って延在し、金属層または金属ブレードが前記シース内に配置され、前記金属層または金属ブレードは前記ガイドワイヤと協働することにより前記検出器を前記共振回路に結合するコンデンサを形成する、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は血管内の血圧を検出するためのシステム（装置および方法）に関し、さらに詳細には、血圧を検出するためのセンサを有するガイドワイヤを備えるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターベンショナルカーディオロジーを行う心臓病医は冠動脈等の血管内の治療部位に到達するにあたりガイドワイヤに依存する。ガイドワイヤを厳密に機構的ツールまたはガイドツールとしてのみ利用することに代わって、プレッシャワイヤおよびフローワイヤが二重機能ガイドワイヤとして格上げされると、機構的誘導および血流力学的情報が同時に提供されることとなる。ＦＡＭＥスタディの結果に基づき、冠血流予備量比（ＦＦＲ：Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｒｅｓｅｒｖｅ）の測定は普及しつつあり、係る測定の費用が払い戻しの対象となっている国もある。現在、ラディ（ＳＴＪにより合併された）およびボルケーノの２種類のプレッシャワイヤが市販されており、両方のガイドワイヤは、遠位ワイヤ端部において３つの電気接点を有するプッシュオンハンドルを通して接続されたＩＣ圧力センサ（歪みゲージ式）を使用する。ラディガイドワイヤの場合、コネクタハンドルは圧力値をディスプレイシステムにワイヤレスで送信する。このＦＦＲ装置は、ケーブル接続に対する改善である一方、非常に煩雑である。これは、カテーテルが挿入される都度、カテーテルがワイヤ上で進められる前に、コネクタハンドルが近位ワイヤ端部から切り離されなければならないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明においては、心血管ガイドワイヤの遠位端における共振回路から圧力監視システムに圧力データを真のワイヤレス方式でまたはシース接点方式で送信することは、ハンドルを切り離す必要なしにカテーテルをガイド上で挿入することを可能とするため、臨床的有用性を顕著に向上させることが認められる。係るシステムにおいては、ワイヤは、カテーテル挿入に対する機構的ガイドとして、および血行動態測定ツールとして、実際に機能する。２接点バージョンは、ハンドルを必要とする一方で、典型的なワイヤを構成する内側コアワイヤおよび外側ハイポチューブが電気導体として利用されることとなるためガイドワイヤの内側を通る電気ワイヤによりガイドワイヤ特性が損なわれないという点で、電流ワイヤに対して利点を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明においては、血管内の血圧を検出するためのシステムについて考察される。なお、このシステムは、ガイドワイヤと、ガイドワイヤの遠位端において提供されるコイルと、ガイドワイヤの遠位端において提供されるコンデンサと、を含む。コイルおよびコンデンサが互いに結合されることにより共振回路が形成される。コイルおよびコンデンサのうちの少なくとも１つは、共振回路がガイドワイヤの外部にある流体の圧力変化に応じて変化する共振周波数を有するよう、外部流体の圧力変化に応答する。このように共振回路はガイドワイヤの遠位端部分を包囲する流体の圧力に応じて変化するＬＣパラメータ（インダクタンスまたは静電容量）を有する。
【０００５】
本発明の１つの実施形態によれば、血圧検出システムは、第１共振回路を提供するコイルおよび感圧性容量性要素を有する遠位部分を有するガイドワイヤを含む。なお、この第１共振回路は、ガイドワイヤが患者の身体の血管内にあるときガイドワイヤの外部に位置する血液の圧力に応じてその共振周波数を変化させる。一般的なガイドワイヤが遠位端において有する柔軟先端部は共振回路のコイルまたはインダクタとして機能し得る。したがって、ガイドワイヤがその本来の機構的取り扱い特性を保持するようガイドワイヤに一体化された極めて小さい容量性センサを除き、追加的な電気構成部品は必要とされない。
【０００６】
本発明の他の実施形態において、血圧を示す共振周波数は近位ワイヤ端部における２つの電気接点を通して検出される。他の実施形態において、共振周波数は、ガイドワイヤが挿入されるシースの内側の単一のブラシ接点と、患者上の接地電極と、を通して読み出される。さらに他の実施形態において、検出器は第１共振回路（ガイドワイヤ上）に動作可能に接続された第２共振回路を含む。検出器は、第１共振回路および第２共振回路が相互に共振状態にあるときの周波数を判定するための電子機器を内蔵する。この共振の周波数がガイドワイヤの遠位端の周辺の血圧に対応する。
【０００７】
第１共振回路の感圧性容量性要素は、ガイドワイヤの外側で膜上に印加される圧力の量に応答して静電容量を変化させる少なくとも１つの感圧性要素、例えば膜、を有する可変容量性要素を表す。これらの感圧コンデンサは周知であり、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｖｏｌｕｍｅ  １７，  ２００７年７月：  Ａ  ｆａｓｔ  ｔｅｌｅｍｅｔｒｉｃ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｎｄ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｅｎｓｏｒ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｍｅｄｉｃａｌ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ；  Ｒ  Ｓｃｈｌｉｅｒｆ，  Ｕ  Ｈｏｒｓｔ，  Ｍ  Ｒｕｈｌ，Ｔ  Ｓｃｈｍｉｔｚ−  Ｒｏｄｅ，  Ｗ  Ｍｏｋｗａ  ａｎｄ  Ｕ  Ｓｃｈｎａｋｅｎｂｅｒｇ；  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ：  Ｐｈｙｓｉｃａｌ，  Ｖｏｌｕｍｅ  ７３，  ｉｓｓｕｅｓ  １−２，１９９９年３月：  Ｌｏｗ  ｐｏｗｅｒ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｅｎｓｏｒ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｍｅｄｉｃａｌ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ；  Ｃ  Ｈｉｅｒｏｌｄ，  Ｂ  Ｃｌａｓｂｒｕｍｍｅｌ，  Ｄ  Ｂｅｈｒｅｎｄ，  Ｔ  Ｓｃｈｅｉｔｅｒ，  Ｍ  Ｓｔｅｇｅｒ，  Ｋ  Ｏｐｐｅｒｍａｎｎ，  Ｈ  Ｋａｐｅｌｓ，  Ｅ  Ｌａｎｄｇｒａｆ，  Ｄ  Ｗｅｎｚｅｌ  ａｎｄ  Ｄ  Ｅｔｚｒｏｄｔ；  ２０１０年  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ：  Ｍｉｘｅｄ−  Ｓｉｇｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ｆｏｒ  Ｓｅｌｆ−Ｃｏｎｔａｉｎｅｄ  Ｓｕｂ−Ｃｕｂｉｃ  Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｉｍｐｌａｎｔｓ；  Ｅｒｉｃ  Ｙ  Ｃｈｏｗ，  Ｓｕｄｉｐｔｏ  Ｃｈａｋｒａｂｏｒｔｙ，  Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｊ  Ｃｈａｐｐｅｌｌ，  Ｐｅｄｒｏ  Ｐ  Ｉｒａｚｏｑｕｉにおいて説明されている。
【０００８】
第１共振回路は、例えばガイドワイヤの柔軟先端部をインダクタとして利用する冠動脈（１４／１０００インチ）ガイドワイヤ等の、通常のガイドワイヤの遠位端において組み込まれ得る。共振周波数は典型的に、ガイドワイヤの内側にある第１共振回路に電磁エネルギーを供給する外側の第２共振回路を通してワイヤレスで検出される。第２共振回路から第１共振回路に伝達されるエネルギーは、コイルに結合された圧力センサの容量性要素に起因する共振周波数の変動に応じて変化する。代替的な実施形態において、ガイドワイヤの共振回路の感圧性要素はインダクタまたはコイルである。以下で論じられるように、圧力の監視は、外部の血圧に応じて、有効なコイル巻き数、インダクタの長さ、または強磁性コアの挿入度合いを変化させることにより、実装され得る。他の実施形態において、共振周波数はワイヤ端部およびハンドルにおける２つの電気接点を通して、またはワイヤを保持するシース内の電気接点と接地接点とを通して、検出される。本発明に係る血圧測定方法は、長尺ワイヤの遠位端部分を患者の心臓血管系に挿入することを含む。なお、この遠位端部分にはＬＣ共振回路が提供される。この方法は、ＬＣ共振回路が患者の血管系内にある間にＬＣ共振回路の共振周波数を検出することと、検出された共振周波数から血圧値を判定することと、をさらに含む。
【０００９】
ワイヤの遠位端部分を包囲する流体の圧力に応じて変化するＬＣパラメータを有する回路要素をＬＣ共振回路が含む本発明の追加的な特徴によれば、この方法は、血圧変化により引き起こされたＬＣパラメータの変化に起因する共振周波数の変化を見出すために共振回路を監視することと、変化された共振周波数から第２血圧値を判定することと、をさらに含む。このように血圧は継続的に監視され得る。
【００１０】
ＬＣパラメータがインダクタンスである場合、この方法は、コイル長さと、インダクタにおける有効巻き数と、可動強磁性コア部材をインダクタまたはコイルに挿入する度合いと、からなる群から選択される物理的パラメータを変化させることにより血圧に応じてインダクタンスを変化させることをさらに含む。
【００１１】
本発明の前述の目的、特徴、および利点は、添付の図面とあわせて以下の説明を読むことにより、さらに明らかとなることであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るワイヤレス圧力検出システムの、部分的概略斜視図および部分的ブロック図である。
【図２】本発明に係る患者の動脈内におけるガイドワイヤの遠位部分の、概略断面図および部分的回路図である。
【図３】図１のワイヤレス圧力検出システムの外部回路の回路図である。
【図４Ａ】センサ回路および検出器回路が共振状態にあり、そのためにオシロスコープ上で高電流が示される、本発明のセンサ回路および検出器回路を表し得る２つの共振回路の動作の写真である。
【図４Ｂ】センサ回路が追加的なコンデンサに対して非共振状態にあり、それにより検出器回路に入る電流が低下し、それとともにオシロスコープ上の電流が低下した、本発明のセンサ回路および検出器回路を表し得る２つの共振回路の動作の写真である。
【図５】本発明に係る、柔軟先端部を実装し且つ圧力検出共振回路のインダクタとして利用されるコイルと、さらに共振回路を完成する可変静電容量コンデンサの位置と、を示す、本発明に係るガイドワイヤの遠位端部分の概略側部立面図である。
【図６】本発明に係る２接点バージョンの圧力検出ガイドワイヤシステムを示す回路図である。
【図７】どのようにしてコアワイヤおよびハイポチューブが電気導体として利用されるかを示す、２接点バージョンの圧力検出図７ガイドワイヤの概略側部立面図である。
【図８】異なる静電容量値と、それに付随して異なる圧力値とを表す、一連の３つの異なる共振曲線である。
【図９】本発明に係るシース接点バージョンの圧力検出ガイドワイヤシステムの基本的な回路図である。
【図１０】図９における回路図として示されたシース接点型のプレッシャワイヤの概略側部立面図である。
【図１１Ａ】センサ共振回路が固定値のコンデンサおよび感圧性インダクタを備える、ガイドワイヤの遠位部分におけるセンサ共振回路の図である。
【図１１Ｂ】周囲の圧力の増加に応答して収縮したことによるより短いインダクタを示す、図１１Ａと同様の図である。
【図１２Ａ】固定値のコンデンサおよび感圧性インダクタを有するガイドワイヤの遠位部分における他の共振回路の図である。
【図１２Ｂ】周囲の圧力の増加に応答して収縮したことによるより短いインダクタを示す、図１２Ａと同様の図である。
【図１３Ａ】固定値のコンデンサと移動可能な強磁性インダクタコアによる感圧性インダクタとを有するガイドワイヤの遠位部分におけるさらに他の共振回路の図である。
【図１３Ｂ】周囲の圧力の増加に応答してインダクタコイル内においてより大きい度合いまで挿入されたコアを示す、図１２Ａと同様の図である。
【図１４】挿入シースの遠位端に配置された外部コイルに接続された外部検出ユニットを示す、本発明に係る他のワイヤレス方式のまたは実質的なワイヤレス方式の圧力検出システムの概略部分斜視図および部分ブロック図である。
【図１５】外部検出器が無線送信器を備える、本発明に係る他の無接点方式圧力検出システムの概略部分斜視図および部分回路図である。
【図１６】どのようにして近位ワイヤ端部が反対側の（受信器）アンテナとして機能するかを示す、図１５の無接点方式構成の概略図である。
【図１７】検出器およびガイドワイヤが挿入シースを通して容量性カップリングされる、他の無接点方式構成の概略図である。
【図１８】本発明に係る共振回路インダクタを坦持する接着パッチの概略斜視図である。
【図１９】外部流体圧力に応じて変化する有効巻き数を有するインダクタまたはコイルの概略側部立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示されるように、圧力検出ガイドワイヤシステム１０はその遠位端部分１１ａにおいてセンサ１２およびコイル１４を有するガイドワイヤ１１を含む。図５は、圧力検出共振回路を形成する柔軟先端部コイル１４および容量性センサ２０の機構的配列を示す。ガイドワイヤ１１は患者の心臓血管系に挿入され得る。カテーテルと称される小型の柔軟な装置は、通常、インターベンショナルカーディオロジーにおいて実施されるように、損傷または病変を有する血管等へと患者の血管および血管構造を通して挿入されたガイドワイヤ１１上で誘導され得る。検出ユニット１６は、患者の身体の外部においてセンサ１２およびコイル１４からなる共振回路の近傍に、使い捨て可能である受信器ハウジング１６ａを有する。通常の実施形態において、受信器ハウジング１６ａは、冠動脈インターベンションの場合には患者の背部においておよそ心臓の位置において取付可能なフラットコイル、特にプリントコイル、の形態を取り得るインダクタ２５（図３）を坦持する。係るプリント回路コイルは好適には使い捨てである。受信器ハウジング１６ａは患者の皮膚表面に接触するか、または患者の体内に導入され得る。センサ１２からの情報は人体（軟質組織または硬質組織）を通して受信器（検出共振回路２４、図３参照）によりワイヤレスで検出される。ガイドワイヤ１１の本体１１ｂは、センサ１２およびコイル１４と一体化されており、インターベンショナルカーディオロジーまたはインターベンショナルラジオロジーにおいて用いられる通常のガイドワイヤ（すなわち、非腐食性の生体適合性材料（単数または複数）製）であり、患者における手術または診断のターゲット部位に達するまで血管（単数または複数）または血管構造（単数または複数）を通過するための直径、十分な可撓性、および湾曲可能性を有し得る（図５参照）。センサ１２および検出ユニット１６は、身体的変数、特に係る部位における血圧、のワイヤレス検出を提供し、それにより、センサと先行技術に係る外部検出装置との間の機構的接点に対する必要性が排除され得る。
【００１４】
図２はガイドワイヤ１１の遠位部分１１ａをより詳細に示す。遠位部分１１ａはガイドワイヤの遠位端において本体１１ｂに組み込まれた円錐形状部分である。センサ１２は、ワイヤ１１の周囲における血圧を検出するためにガイドワイヤに取り付けられた感圧性要素１８と、さらに、本明細書において感圧性容量性要素と称される可変コンデンサ２０と、を含む。感圧性要素１８は可変コンデンサ２０に接続されるかまたは可変コンデンサ２０の一部である。なお、可変コンデンサ２０の静電容量は、遠位部分１１ａの周囲の血液から感圧性要素１８上に印加される圧力量とともに変化する。感圧性要素１８は遠位部分１１ａの周囲の血液２１にさらされた外側表面１８ａを有し、例えばバネ等により、コンデンサ２０から離れる方向に付勢され得る。外側表面１８ａ上に印加される圧力の増加または減少により、感圧性要素は、それぞれコンデンサに近づく方向にまたはコンデンサから離れる方向に移動される。この距離の変化により、コンデンサ２０の静電容量値が変化し、したがって、コイル１４に接続されたコンデンサ２０で構成される共振回路２３（図２）の共振周波数も変化する。さらに詳細には、コンデンサ２０は第１プレート要素２０ａおよび第２プレート要素２０ｂを含み得る。ここで、第２プレート要素２０ｂは第１プレート要素２０ａおよびガイドワイヤ１１に対して移動可能に取り付けられ、感圧性要素の動きにより第１プレート要素２０ａと第２プレート要素２０ｂとの間の距離に変化が生じるよう、感圧性要素１８に対して結合または連行される。例えばＳｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ：  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖｏｌ  ７３、Ｉｓｓｕｅｓ１−２、９  １９９９年３月、５８−６７ページにおいて説明されるセンサ等の、他の容量性圧力センサが用いられ得る。
【００１５】
ガイドワイヤの遠位部分１１ａにおけるコイル１４およびセンサ１２の位置は、図１に示されるようにコイルがセンサ１２よりも遠位側にあるか、または図２に示されるようにセンサ１２がコイルよりも遠位側にあり得る。
【００１６】
コイル１４は、しばしば柔軟先端部と称される、ガイドワイヤの遠位端におけるコイル先端部（またはその部分）を利用し得るインダクタンスを提供する。このインダクタ１４および感圧コンデンサ２０は血圧の変動とともに変化する共振周波数を有する共振回路２３を形成する。他の実施形態において、コンデンサが固定値を有する一方で、コイルのインダクタンスは周囲の血圧に応じて変化し得る。このことは、図１１Ａおよび図１１Ｂにおいて、または図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、周囲の血圧にしたがってコイル５６またはコイル６０の長さを変化させることにより達成され得る。図１２Ａおよび図１２Ｂのアプローチにおいて、コイル６０の巻線５８は、長手方向または軸方向に印加される流体圧力６１に応答してガイドワイヤの長手方向または軸方向に圧縮される。インダクタンスの変化は、コイルの有効巻き数を変化させることにより、または図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるようにコイル内部の強磁性コア６６の位置を変化させることにより、周囲の血圧にも関連付けられ得る。
【００１７】
図１〜図３に示すワイヤレス圧力検出ガイドワイヤシステムの実施形態において、外部または体外の電磁場は、図３に示すようにコンデンサ２６およびインダクタ（またはコイル）２５を含む検出ユニット１６の外部の共振（または検出器）回路２４により印加される電圧に応答して形成される。共振回路２３および共振回路２４の両方が同一の共振周波数に調節されると、最大エネルギー伝達が、外部回路２４からガイドワイヤ１１の内部に取り付けられた内部回路２３へと生じるであろう。静電容量の変化（血圧変化に起因する）により回路２３の同調ずれが生じると、外部回路２４に伝達されるエネルギー量が変化することとなる。伝達されるエネルギーの変化を記録することにより、血圧記録が電流センサ２８等を介して提供される。このように、圧力値は、近位ガイドワイヤ端部において電気接続部分を作ることなく、または米国特許第６，５１７，４８１号において説明されるように、検出器ユニット１６への電力が切断された後に検出器ユニット１６を受信専用モードに切り替えてセンサユニット１２の自由振動から発せられる非常に微弱な信号に依存することなく、検出され得る。
【００１８】
検出回路２４はハウジング１６ａ内に配置され、検出ユニット１６に電気的に接続（例えばワイヤ１６ｂを介して）され得る。それにより、電力が供給され、回路２３および回路２４の動作周波数範囲内で共振回路２４の周波数が変化される。電力／電流モニタ２８の変化は回路２３および回路２４が共振状態にあるときの共振周波数を検出する。
【００１９】
場合によっては、センサ回路２３と検出回路２４とのカップリングを改善するために、検出器回路２４のコイル２５は図１４に示されるようにハウジング１６ａよりもむしろ挿入シース６２内に配置され得る。図１４の圧力検出ガイドワイヤシステムが用いられるとき、シース６２は患者の大動脈内に配置され、大動脈弓における遠位シース端部およびすべての装置（ガイドワイヤ１１、バルーンカテーテル、その他）はシースを通して進められ得る。これはセンサ回路２３と検出器回路２４との間のよりよいカップリングという利点を有する。センサコイル１４および検出器コイル２５が図１４に示されるように同一の強磁性コアを包囲するので、ガイドワイヤ１１は通常、カップリングをさらに改善するために強磁性材料製であり得るコアワイヤを含む。
【００２０】
唯一のＬＣ回路２３がガイドワイヤ１１において提供される。なお、このＬＣ回路２３はワイヤ１１の柔軟先端部１１ａにおけるワイヤ巻線またはコイル１４からなるインダクタンスＬと、血圧とともに静電容量Ｃを変化させるコンデンサ２０と、を含む。
【００２１】
遠位圧力検出コイルまたはインダクタのインダクタンスＬは、図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるように、血圧に応答して、共振回路７２における固定値のコンデンサ７０とともに接続されたガイドワイヤコイル６８内で強磁性コア部材６６を移動させることにより、変化され得る。代替的に、ＬＣ回路の共振周波数は可変インダクタンスコイルの有効巻き数を変化させることにより血圧に応じて変化され得る。この有効巻き数の変化は、巻線接触要素およびコイルを相互に移動させることにより、達成され得る。他の手法によれば、インダクタンスは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるように、図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるコイル６０を血圧により圧縮することにより調節される。血圧により引き起こされる軸方向の力に応答してコイル６０の長さを変化させることにより、コイルのインダクタンスが変化され得る。他の実施形態において、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されるように、コイル５６を包囲する膜７４は周囲の血圧７５により横方向または径方向に圧縮される。コイル５６の巻線７８がガイドワイヤに対して移動可能に取り付けられ且つ膜７４が巻線に接続された状態では、膜７４の内向き方向の歪みにより、巻線７８は相互に横方向またはガイドワイヤの長手方向に移動し、それにより、コイル５６の有効長さが変化し、血圧変化に比例してインダクタンスが変化することとなる。
【００２２】
本発明のシステム１０において、遠隔センサの無接点方式検出は、外部検出器回路２４の電源が投入された状態にある間にセンサ回路２３の共振周波数を検出することにより達成される。検出動作は、以下のようにして行われる。すなわち、外部の高周波数発振器が周波数帯の全域にわたって掃過する。異なる周波数の電磁場は外部高周波数発振器の電力消費が監視される間に生成される。検出ＬＣ回路２３は、主にその共振周波数において、外部高周波数発振器のＲＦ出力の一部を吸収する。外部発振器に提供される電力は、外部回路２４と検出回路２３とが共振状態にあるとき、変化を示すであろう。外部高周波数発振器の電力消費におけるこの変化はＬＣセンサ１２の共振周波数を表し、次いでこの共振周波数は血圧を示す。
【００２３】
検出ユニット１６は、いつ電力変化が生じたかを検出し、対応する血圧表示値をディスプレイに表示するための電子機器を有し得る。係る電子機器はプログラムされたコントローラまたはマイクロプロセッサ（または他の論理装置）を有し得る。なお、係るコントローラまたはマイクロプロセッサはディスプレイに出力するために、検出された共振周波数に対応する血圧を計算（またはメモリ内のテーブルを参照）する。血圧に対する共振周波数の関係は、方程式にしたがい得るか、または後の使用のために周波数を電子機器のメモリに格納された血圧に関連付ける曲線または参照用テーブルを提供するために、回路２３および回路２４に対して較正され得る。例えば、監視用材料特性に対しては、Ｂｕｔｌｅｒ；  Ｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ  １０２  （２００２年）６１−６６を参照されたい。血圧監視プロセスは、インターベンショナル処置の実行時に周期的にまたは必要に応じてインターベンション部位の周囲における血圧が正確に測定され得るよう、病変の血行動態における重要性を分類するために実行され得る。
【００２４】
検出ユニット１６は、感圧性ＬＣ回路要素のインダクタンスまたは静電容量の変化に応答する共振回路２３による少ない電磁エネルギーの吸収を検出することにより、血圧の変化を検出するよう構成される。検出ユニットは、エネルギー吸収の減少量に対応する圧力を、計算すること、またはテーブルにおいて参照すること、を実行するようプログラムされ得る。代替的に、検出ユニット１６は、以前の共振周波数の周辺の周波数範囲を通して走査することにより新規の共振周波数をピックアップまたは検出するための検出器回路２４を含み得る。次いで検出ユニット１６は、新規に検出された共振周波数に関連付けられた新規の血圧を報告し得る。
【００２５】
図４Ａおよび図４Ｂは、システム１０のセンサ回路２３に対応し且つセンサ回路２３と同様の方法で機能するセンサ回路１２３とシステム１０のセンサ回路２４に対応し且つセンサ回路２４と同様の方法で機能する検出器回路１２４とを提供する、本発明の動作を示す２つの共振回路の間の共振を示す２枚の写真である。センサ回路１２３は例示目的のために上記で説明された所望の形態および所望の構成において図示されない。検出器回路１２４は図示とは異なる形態であり得る。各構成において、右側の回路はコンデンサ１３１に接続されたコイル１３０を有するセンサ回路１２３を示し、左側の回路はコンデンサ（図示せず）に接続されたコイル１３２を有する検出器回路１２４を示し、オシロスコープのリード線は検出器回路に接続される。図４Ａは共振状態にあるセンサ回路および検出器回路を示し、したがってこの周波数においてはオシロスコープのスクリーン１３４上に高電流が示される。係る共振回路が検出器回路にカップリングされた所望の形態および構成にあるときの周波数発振器（図示せず）は、高電流がオシロスコープ上で観察されるまで、変化された（すなわち、２つの図示された回路が共振状態にあるときの検出器回路２４の電力消費の変化から）。圧力変化（および、したがって静電容量）を示すために、図４Ｂは、コンデンサ１３１に接続された、追加的コンデンサ１３２と非共振状態にあるセンサ回路を示す。なお、この非共振状態により、検出器回路における電流が低下し、したがって観察される電流はオシロスコープのスクリーン１３４上で、現時点では、低い値となる。検出器回路を発信させる周波数は、現時点において、ＬＣ回路２３におけるコンデンサ１３２およびコンデンサ１３１とコイル１３０との結合静電容量により、センサ回路の新規の共振周波数とは異なる周波数である。
【００２６】
上記の説明から、ワイヤレス方式の圧力検出ガイドワイヤおよび検出器が提供されたことが明らかであろう。本明細書において説明された本発明に係る装置、方法、およびシステムの変化例および修正例が、疑いなく、当業者に想起されるであろう。
【００２７】
図６は２接点プレッシャワイヤバージョンの構造を示す電気回路図である。遠位ワイヤ端部における共振検出回路８０はワイヤレスバージョンに対して上記で説明され回路と同等である。共振周波数の変化をワイヤレスで判定することに代わり、近位ワイヤ端部８６における２つの接点８２および８４が利用される。
【００２８】
図８は、スクリーンｆｆｒ１においては約１３ｐＦの、スクリーンｆｆｒ２においては約８ｐＦの、スクリーンｆｆｒ３においては約７ｐＦの静電容量値に対する共振周波数の変化を示す。約５〜６ｐＦの変化は、この実験における生理学的圧力変化を示し、血圧値の間違いのない検出を可能にする。図７は追加的な電気ワイヤをガイドワイヤ構造に組み込むことを回避するために電気導体として利用される通常のガイドワイヤ構成品を示す。なお、追加的な電気ワイヤをガイドワイヤ構造に組み込むことはワイヤの取り扱いに悪影響を及ぼし得る。市販の圧力検出ガイドワイヤの欠陥的なワイヤ取り扱いは圧力検出ガイドワイヤの広範囲な使用に対する顕著な障壁となる。図７に示されるように、ワイヤの取り扱いは、ハイポチューブ８８およびコアワイヤ９０という標準的なワイヤ構成品の形態における２つの電気導体のみを要求することにより、非圧力検出ガイドワイヤと等しくなり得る。コアワイヤ９０は、ＬＣ圧力検出回路９１のコンデンサ８７およびインダクタまたはコイル８９に接続される。
【００２９】
図９は、近位ガイドワイヤ端部９２がコネクタハンドルに接続される必要がないためにユーザにとってはあたかもワイヤレスであるかのように見える代替的な構成を示す。任意のインターベンショナル処置の一部であるシース９４に代わり、ガイドワイヤ９８の遠位端１００が電極１０２を介して患者Ｐと電気接続状態にあり、次いで患者Ｐは接地電極１０４を介して接地電位に接続される一方で、ガイドワイヤ９８の近位端９２に接続するためにブラシ接点９６を含む。この接地技術は、ＲＦ電極から接地まで約１００オームの通常のインピーダンスを用いるＲＦ切除手術において広範囲に利用される。図８において見られ得るように、本明細書において説明されるプレッシャワイヤの構成に対して、共振周波数は、ＭＨｚ範囲の１０分の１（例えばＲＦ切除に対してＫＨｚの範囲）である。それにより、患者の身体の容量性インピーダンスは１／ｆにほぼ比例するため、接地に対する直列インピーダンスは無視可能な値に低下され得る。遠位ワイヤ端部１００におけるＬＣ共振回路１０６は、ワイヤ９８の遠位端部における電極１０２を通して、接地電極１０４を介して接地電位に接続された患者Ｐに接続される。共振回路１０６の他方端はワイヤ本体９８、ハイポチューブまたはコアワイヤ、に接続される。ワイヤ９８の近位端部分９２は、図１０に示されるように、シース内で接触ブラシ９６と接触するために、絶縁されない。このことは、標準的ワイヤ構成品（ハイポチューブおよびコアワイヤ）が電気導体として利用されそれにより追加的電気ワイヤの挿入が回避されるのでワイヤの取り扱いが欠陥的にならないという、２接点バージョンの場合と同一の利点を有する。
【００３０】
他の実施形態において、図１５に示されるように、外部無線送信器１１２とのワイヤレス方式のカップリングが達成される。外部無線送信器１１２のアンテナ１１４は図１６に示されるように受信器アンテナとして機能する近位ガイドワイヤ端部１１６と相互作用する。アンテナを通してのカップリングを除けば、この構成は、図１に示される検出器ユニット１６およびガイドワイヤ１１を有するワイヤレスシステム１０に関して説明されたように機能する。
【００３１】
さらに他の実施形態において、検出器ユニット１６とガイドワイヤ１１における共振回路２３との間の容量性カップリングは図１７に示されるように達成される。挿入シース１１８には１つの容量性電極として機能する特殊な金属層が装備される一方で、シースに挿入された近位ガイドワイヤ部分１２０は逆の電極として機能し得る。特殊な金属層の代わりに、メタリックブレードの多数のシース利用がトルク能力のために利用され得る。
【００３２】
図１８に示されるように、外部または検出器共振回路３２は、インターベンショナル部位の付近で患者に取付可能なプリント使い捨てコイル３４を含み得る。コイル３４は、接着層３８および着脱可能カバーシート４０が提供された高分子材料製のストライプ３６内に埋め込まれ得る。ＬＣ共振回路３２のコンデンサ４２はストライプ３６内に、またはストライプ３６とは別個に、提供され得る。
【００３３】
図１９に示されるように、ガイドワイヤ上の共振回路は、外部流体（例えば血液）の圧力４８の変化の結果として接点がコイルに対して移動し且つコイルの有効長さ５０が変化し、それによりコイルのインダクタンスが変化しそれに付随して共振回路の共振周波数が変化するよう、コイル４６に対して移動可能な可動電気接点４４を有し得る。可動電気接点４４は、外部流体圧力４８の変化に応答してガイドワイヤに対して移動するプレートまたはディスク５２に結合される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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