(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下を含むセンサワイヤシステム：
患者の血管に挿入される遠位端を有するセンサワイヤ本体；
前記センサワイヤ本体の前記遠位端に搭載されるセンサ；
前記センサワイヤ本体の電子ユニットであって、前記センサによって生じた情報を前記患者の外部にある受信ユニットに無線伝送する電子ユニット；及び
負極、正極、並びに前記負極及び正極を囲む保護シースを含み、使用時にバッテリを形成するように設計され、前記電子ユニットに電力を供給する電源。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記センサが圧力センサである該システム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムであって、前記センサが温度センサである該システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、前記センサが血流センサである該システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、前記センサが撮像装置である該システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、前記電子ユニットが更に信号増幅器、センサ制御回路、及び無線周波数回路を含む該システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、前記電源が使用時に作動する前記バッテリである該システム。
【請求項８】
請求項１に記載のシステムであって、前記電源を完全に消耗するまで、前記電子ユニットが前記情報を伝送する該システム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムであって、前記保護シースが電解質を収容するように設計され、その結果、前記電解質が前記保護シースへ導入された際にバッテリが生成される、該システム。
【請求項１０】
患者の血管に挿入される遠位端を有するセンサワイヤ本体と、前記センサワイヤ本体の前記遠位端に搭載されるセンサと、前記センサワイヤ本体の電子ユニットと、負極、正極、並びに前記負極及び正極を囲む保護シースを含む電源とを含むセンサワイヤシステムの作動方法であって、以下を含む作動方法：
前記電源が、前記電子ユニットに電力を供給するステップ； 
前記電子ユニットが、前記センサによって発生した情報を、受信ユニットに、伝送するステップ；及び
前記電源が、使用時に前記電子ユニットに電力を供給するために使用されるバッテリを生成するステップ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の作動方法であって、前記センサが圧力センサ、温度センサ、及び血流センサのうち少なくとも１つである該方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の作動方法であって、表示装置が、前記センサによって発生した前記情報を当該表示装置上に表示するステップを更に含む該方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の作動方法であって、前記センサが前記血管の画像を生成するステップを更に含む該方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の作動方法であって、使用時に前記電源がバッテリを作動させるステップと、前記バッテリを完全に消耗するまで、前記電子ユニットが前記情報を伝送するステップを更に含む該方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の作動方法であって、前記バッテリを生成するステップが、前記電源が、負極及び正極を囲む保護シースに電解質を導入することを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、米国特許出願番号１３／３６４，９７２（２０１２年２月２日出願）の優先権を主張する。参照により本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
心臓病は、米国では、男女ともに１、２を争う死亡原因である。従って、心臓病を診断及び治療することを目的とした、数多くの薬物療法、医療処置、及び医療装置がある。
【０００３】
心臓病の診断を目的とした医療処置の１つに、血管造影法がある。この手順では、造影剤を血流に注入すること、さらに、Ｘ線をとって血管内に障害があるかどうかを決定することを必要とする。血管造影法に関する問題点として、この手順でできるのは障害が存在するかどうかを決定できるだけであり、障害が血管内の血流に実際に影響を与えているかどうかは決定できない。その結果、多くの患者では、障害の深刻度を確認することなく不必要な手順を経て障害を治療することを選択している。
【０００４】
心臓病を評価するための別の手順は、冠血流予備量比（ＦＦＲ）である。ＦＦＲは、冠状動脈にカテーテルを挿入する際に用いられる技術であり、圧力差を測定し、従って、部分的に閉塞した又は制限された動脈をまたぐ血流を測定する。測定は、ガイドワイヤシステムを用いて、血管内の障害部分の両側から行い、そして、圧力勾配があるかどうか、又は障害が原因となった血流の減少があるかどうかを決定する。圧力の降下が無い場合（又は通常の降下である場合）には、更なる医療的な介入は必要ない可能性がある。なぜならば、障害は血液の流れに対して有意な妨害を行っていないからである。逆に、障害部分をまたいで有意な圧力降下がある場合には、障害部分は除去したり処置を行ったりする必要がある可能性がある。なぜならば、血流がその障害部分によって損なわれているからである。
【０００５】
一般的に、ＦＦＲ手順は、ガイドワイヤシステムを、患者の大腿動脈又は橈骨動脈に挿入することによって行われる。ガイドワイヤを部分的に閉塞した血管内の位置に巧みに操作し、ガイドワイヤの遠位端にあるセンサを用いて、圧力、温度、及び／又は血流を測定し、障害の深刻度合を決定する。センサは、表示装置（例えばコンピュータのスクリーンのモニタであって、処置中患者の読取値を表示するための物）に接続されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
幾つかのセンサ装置に関する問題点として、処置中、これらは、電源及び表示装置の両方に物理的に接続しなければならない。こうした要求により、処置中の範囲及び移動性が制限されてしまう。また、ワイヤの管理も大変になる。こうしたことは、患者においてセンサ装置を正しく配置できるように、センサ装置を操作することを術者に要求する。電気的なコネクタは、表示装置及びデータ処理装置に接続する目的から、カバーをしてはならず又はクリーンにしなければならない。これは、余分なステップが加わることとなり、処置での滅菌野の破壊を伴う可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、好ましくは一回きりの使用であるセンサワイヤシステムに関し、また、本発明は、組み込み電源と無線伝送のための組み込みアンテナの両方を有することができる方法に関する。
【０００８】
概して、一態様に従って、本発明はセンサワイヤシステムを特徴とする。該システムは、以下を含む：患者の血管に挿入される遠位端を有するセンサワイヤ本体；前記センサワイヤ本体の前記遠位端に搭載されるセンサ；前記センサワイヤ本体の遠位端の電子ユニットであって、前記センサによって生じた情報を前記患者の外部にある受信ユニットに無線伝送する電子ユニット；及び前記電子ユニットに電力を供給する電源。
【０００９】
好ましい実施形態において、センサは、圧力センサ、温度センサ、及び／又は血流センサである。他の例においては、センサは、撮像装置である（例えば、ＩＶＵＳ、ＦＬＩＶＵＳ、ＯＣＴ、分光器、ＩＣＥ又はフォワードルッキングＩＣＥ分析装置）。ここで、撮像装置からのエンコードされた画像は、受信ユニットへ伝送される。
【００１０】
一実施形態において、電源はエナジー・ハーベスティング装置である（例えば周辺血液の周期的圧力変化を電子ユニットに対する電力に変換する装置）。他の場合には、電源はバッテリである（例えば患者への挿入時に作動するバッテリであったり、電源を完全に消耗するまで、前記電子ユニットに電力を供給するバッテリである電子ユニット電源）。
【００１１】
一般的に、別態様に従って、本発明はセンサワイヤを用いる方法を特徴とする。該方法は以下のステップを含む：遠位端を有するセンサワイヤ本体を患者の血管に挿入するステップ；センサが前記センサワイヤ本体の前記遠位端に搭載されるステップ；電子ユニットに電力を供給するステップ；及び前記センサによって発生した情報を、受信ユニットに、前記電子ユニットを介して伝送するステップ。
【００１２】
本発明の上述した特徴及び他の特徴は、構成要素に関する種々の新たな詳細及び複数のパーツの組合せ並びに他の利点を含むが、以下添付図を参照しながらより具体的に説明し、また、特許請求の範囲で本発明について指摘する。本発明を実施する特定の方法及び装置は例示的な意味合いで提示するものであり、本発明を限定するものではない点を理解されたい。本発明の原理及び特徴は、本発明の範囲から乖離することなく種々の且つ数多くの実施形態において使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
添付図においては、異なる図面間にわたって、同一の参照文字は同一のパーツを指している。図は必ずしも実施の大きさとは限らない； 代わりに、本発明の原理を表す際に強調される。
【００１４】
【図１】患者の身体に挿入されるセンサワイヤを表す概念図である。
【図２】患者の部分的に閉塞した血管内のセンサワイヤを示す概念的断面図である。該センサワイヤは受信部に情報を無線伝送する。
【図３】保護シースを有するセンサワイヤの遠位端を示す概念的断面図である。
【図４】センサワイヤの遠位端にある電子ユニットのブロック図である。
【図５】予備バッテリ電源を使用する別の実施形態に従ったセンサワイヤの遠位端にある電子ユニットのブロック図である。
【図６】バッテリ電源を近位端に搭載したセンサワイヤの遠位端にある電子ユニットのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
好ましい実施形態の詳細な説明
図１は患者の身体（１０２）に挿入されたセンサワイヤ（１０４）を図示したものである。
【００１６】
操作中、センサワイヤシステム（１０４）は患者（１０２）の動脈（例えば大腿動脈）に挿入される。そして、患者の身体（１０２）（例えば冠状動脈）内で、対象となり且つ潜在的に部分閉塞した血管に到達するまで血管を経由してガイドされる。別の実施形態では、センサワイヤ（１０４）は橈骨動脈若しくは他の動脈、又は静脈を介して挿入される。他の応用においては、他の動脈又は静脈が、対象血管となる。
【００１７】
図２は、患者（１０２）の部分的に閉塞した血管内にあるセンサワイヤシステム（１０４）を表す。該システムは、受信部（２１８）に情報を無線伝送する。一実施形態において、センサワイヤ（１０４）は、患者（１０２）の血管（２０２）内の圧力、血流、及び／又は温度を測定する。典型的には、センサワイヤシステム（１０４）の遠位端（２１５）は、大腿動脈を通して挿入され、センサワイヤ本体を保持することによって、閉塞した血管（２０２）へとガイドされる。血管内でのセンサワイヤ（１０４）の操作は、しばしばセンサワイヤ本体（１０５）の近位端（２１４）を手動操作することにより行われ、又は別途ガイドワイヤを用いることにより行われる。
【００１８】
いったんある位置まで来ると、センサ（２１２）は、圧力、血流及び／又は温度を測定し、電気信号の形式に情報をエンコードする。好ましい実施形態において、センサ（２１２）は、圧力トランスデューサ、フロー検出器、及び温度トランスデューサを含む。
【００１９】
他の実施形態では、センサ（２１２）は更に撮像システムを含む。一例において、センサ（２１２）は、血管内超音波検査（ＩＶＵＳ）装置を含む。別の変更形態では、センサ（２１２）は、フォワードルッキングＩＶＵＳ（ＦＬＩＶＵＳ）装置を含む。更に他の実施形態では、センサ（２１２）は、光干渉断層撮影（ＯＣＴ）、近赤外線分光器、心腔内心エコー法（ＩＣＥ）及びフォワードルッキングＩＣＥ装置を含む。
【００２０】
センサ（２１２）によって発生した電気信号は、電子ユニット（２１０）へと中継される。該ユニットでは信号を処理する。その後情報は、外部の受信部（２１８）へ無線伝送される。センサワイヤ本体（１０５）は、好ましくは導電性材料から製造加工される。その結果、センサワイヤ本体（１０５）は、外部の受信部（２１８）に情報を伝送することができる無線周波数アンテナとして稼働する。
【００２１】
実施形態に依存するが、アンテナから伝送されるセンサ信号は、エンコードされた時間変動圧力、フロー及び温度であり、これらはセンサ（２１２）によって検出される。
【００２２】
センサ（２１２）が撮像手段を有する場合には、伝送センサ信号は、ＩＶＵＳ、ＦＬＩＶＵＳ、ＯＣＴ、分光器、ＩＣＥ、又はフォワードルッキングＩＣＥ分析からのエンコードされた画像である。
【００２３】
更に言えば、センサワイヤシステム（１０４）の電源（２０８）は、電子ユニット（２１０）に電力を供給し、おそらくは、使用するセンサ技術に依存してセンサ（２１２）に電力を供給する。典型的な実施形態では、電源はバッテリである。しかし、他の実施形態では、１以上のストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ  ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ）が必要電力を供給する。
【００２４】
一実施形態において、バッテリ電源（２０８）は、負極及び正極を含むが、最初はバッテリを完成させるのに必要な電解質が欠如している。操作中、電源（２０８）は電解質（２１６）をセンサワイヤ（１０４）に注入するか、又はセンサワイヤ（１０４）と周辺の保護シースの間に注入することによって活性化される。電解質は、負極及び正極と反応してバッテリを生成する。一旦電源（２１０）が活性化されると、電源（２０８）を消耗するまで、センサワイヤシステム（１０４）は、センサ（２１２）によって発生した情報を無線伝送する。
【００２５】
更に別の実施形態において、電子ユニット（２１０）用の電力は、エナジー・ハーベスティングシステムによって提供される。該システムは、患者の生物学的動作を電力に変換する。一例において、電源（２０８）（又は可能性としてセンサワイヤ本体（１０５）自体）は、ピエゾ電子電源を含む。そして、該電源は、周辺血液の周期的圧力変化を電気に変え、該電気が電子ユニット（２１０）に電力を供給することとなる。
【００２６】
受信部（２１８）は表示装置（２２０）に接続されており、該装置はスクリーン上に情報を表示する。表示装置はコンピュータシステムの一部、又は医療用ワークステーションである。該ワークステーションは、記憶媒体及び印刷装置を含み、情報の印刷出力、並びに将来の分析を目的としてコピーを記憶することを行う。
【００２７】
図３は、保護シース（２０６）を有するセンサワイヤ（１０４）の遠位端を表す。
【００２８】
好ましい実施形態において、センサワイヤ（１０４）は保護シース（２０６）内に収容されている。シース（２０６）は、センサ（２１２）、電子ユニット（２１０）及び電源（２０８）、及びワイヤ本体（１０５）を患者の身体（１０２）から隔離する。しかし、別の実施形態では、センサワイヤ（１０４）は保護シースを有さないであろう。
【００２９】
図４はセンサワイヤシステム（１０４）の遠位端（２１５）にある電子ユニット（２１０）のブロック図である。
【００３０】
好ましい実施形態において、センサ（２１２）は、センサワイヤ（１０４）の遠位端の先端に位置する。センサ（２１２）は、圧力、血流及び／又は温度情報を生成し、通常は、トランスデューサによって発生した電気信号の形式で生成する。センサ（２１２）からの電気信号は電子ユニット（２１０）へ送信される。電気信号はセンサ制御回路（２２４）で処理される。そして、外部の受信部（２１８）へ伝送するためにエンコードされる。さらに、スクリーン（２２０）上に表示される。
【００３１】
無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）回路（２２６）は、センサワイヤ本体（１０５）を介して、特定の周波数で、情報を無線伝送するように設計される。別の実施形態において、ＲＦ回路は、周波数の変更を可能にする。その結果、干渉を生じることなく、近接したスペクトルで、複数のセンサワイヤが、異なる周波数で稼働する。
【００３２】
更に、電子制御ユニット（２１０）は信号増幅器回路（２２２）を含み、受信部（２１８）に無線伝送を行う前に、信号を増幅させる。
【００３３】
更なる利点としては、センサワイヤ（１０４）をガイドワイヤとして用いることができる点が挙げられる。カテーテルは、センサワイヤ（１０４）を介して通すことができる。こうしたプロセスは、外部の受信部に対して電気的な接続が無いという事実によって促進される。
【００３４】
図５は、別の実施形態に従ったセンサワイヤシステム（１０４）の遠位端（２１５）にある電子ユニット（２１０）のブロック図である。
【００３５】
この例において、電源（２０８）は予備バッテリである。これらは例えば通常慣行に従って使用される装置である。予備バッテリは、物質の添加、又は温度変化、アクチベータ（２５０）によって活性化される。こうした添加及び変化によって、予備バッテリ（２０８）は、数分から数時間、電流を流す。
【００３６】
一例において、アクチベータ（２５０）は、水又は他の流体である。これらは、電解質として機能し、そして、バッテリ（２０８）に対して電流を流させたり、それによって、電子ユニット（２１０）に電力供給させたりすることを開始させる。医療専門家は、一例において、アクチベータ物質（２５０）をバッテリに注入し、又は前記物質で満たされた袋若しくはカプセルを破壊し、これらがバッテリ内へ流れ込む。別の例では、アクチベータはガスであり、正極の活物質、又は電解質の一部のいずれかである。
【００３７】
図６は、別の実施形態に従った、センサワイヤシステム（１０４）の遠位端（２１５）にある電子ユニット（２１０）のブロック図である。ここでは、予備バッテリ（２０８）は、センサワイヤシステム（１０４）の近位端（２１５）に位置している。この実施形態の利点は、ワイヤシステム（１０４）が患者内に設置された後でのみ、予備バッテリ（２０８）を術者／外科医によって活性化できる点である。ワイヤ（２０９）はシステム（１０４）を介して延在しているが、該ワイヤは、近位端（２１４）にある予備バッテリ（２０８）から、遠位端（２１５）にある電子ユニット（２１０）に電流を流している。
【００３８】
別の例では、予備バッテリ（２０８）は、センサワイヤシステム（１０４）の長手方向を経由して延在するワイヤ形状である。幾つかの例において、ワイヤ形状の予備バッテリは、システム（１０４）に対する機械的な支持体として機能する。
【００３９】
好ましい本発明の実施形態に言及しながら具体的に本発明を示し説明してきたが、添付した特許請求の範囲によって包含される範囲から乖離することなく、形態や詳細については様々な変更を行うことができる点を当業者は理解されたい。
一側面において、本発明は以下の発明を包含する。
（発明１）
以下を含むセンサワイヤシステム：
患者の血管に挿入される遠位端を有するセンサワイヤ本体；
前記センサワイヤ本体の前記遠位端に搭載されるセンサ；
前記センサワイヤ本体の電子ユニットであって、前記センサによって生じた情報を前記患者の外部にある受信ユニットに無線伝送する電子ユニット；及び
前記電子ユニットに電力を供給する電源。
（発明２）
発明１に記載のシステムであって、前記センサが圧力センサである該システム。
（発明３）
発明１に記載のシステムであって、前記センサが温度センサである該システム。
（発明４）
発明１に記載のシステムであって、前記センサが血流センサである該システム。
（発明５）
発明１に記載のシステムであって、前記センサが撮像装置である該システム。
（発明６）
発明１に記載のシステムであって、前記電子ユニットが更に信号増幅器、センサ制御回路、及び無線周波数回路を含む該システム。
（発明７）
発明１に記載のシステムであって、前記電源がエナジー・ハーベスティング装置である該システム。
（発明８）
発明１に記載のシステムであって、前記電源が周辺血液の周期的圧力変化を前記電子ユニットに対する電力に変換する該システム。
（発明９）
発明１に記載のシステムであって、前記電源がバッテリである該システム。
（発明１０）
発明１に記載のシステムであって、前記電源が使用時に作動するバッテリである該システム。
（発明１１）
発明１に記載のシステムであって、前記電源を完全に消耗するまで、前記電子ユニットが前記情報を伝送する該システム。
（発明１２）
以下を備えるセンサワイヤシステム：
患者の血管に挿入される遠位端を有するセンサワイヤ本体；
前記センサワイヤ本体の前記遠位端に搭載されるセンサ；
電子ユニットであって、前記センサによって生じた情報を前記患者の外部にある受信ユニットに、無線周波数アンテナとして機能する前記センサワイヤ本体を介して伝送する電子ユニット；及び
前記電子ユニットに電力を供給する電源。
（発明１３）
発明１２に記載のシステムであって、前記センサが圧力センサである該システム。
（発明１４）
発明１２に記載のシステムであって、前記センサが温度センサである該システム。
（発明１５）
発明１２に記載のシステムであって、前記センサが血流センサである該システム。
（発明１６）
発明１２に記載のシステムであって、前記センサが撮像装置である該システム。
（発明１７）
発明１２に記載のシステムであって、前記電子ユニットが更に信号増幅器、センサ制御回路、及び無線周波数回路を含む該システム。
（発明１８）
センサワイヤを使用するための、以下を含む方法：
遠位端を有するセンサワイヤ本体を患者の血管に挿入するステップであって、センサが前記センサワイヤ本体の前記遠位端に搭載されるステップ；
電子ユニットに電力を供給するステップ；及び
前記センサによって発生した情報を、受信ユニットに、前記電子ユニットを介して伝送するステップ。
（発明１９）
発明１８に記載の方法であって、前記センサが圧力センサである該方法。
（発明２０）
発明１８に記載の方法であって、前記センサが温度センサである該方法。
（発明２１）
発明１８に記載の方法であって、前記センサが血流センサである該方法。
（発明２２）
発明１８に記載の方法であって、前記センサによって発生した前記情報を表示装置上に表示するステップを更に含む該方法。
（発明２３）
発明１８に記載の方法であって、前記センサが前記血管の画像を生成するステップを更に含む該方法。
（発明２４）
発明１８に記載の方法であって、前記患者からエナジー・ハーベスティングを行うステップを更に含む該方法。
（発明２５）
発明１８に記載の方法であって、周辺血液の周期的圧力変化を前記電子ユニットに対する電力に変換するステップを更に含む該方法。
（発明２６）
発明１８に記載の方法であって、前記電子ユニットにバッテリから電力を供給するステップを更に含む該方法。
（発明２７）
発明１８に記載の方法であって、使用時にバッテリを作動させるステップと、前記バッテリを完全に消耗するまで、前記電子ユニットが前記情報を伝送するステップを更に含む該方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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