(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの冷却剤供給ルーメンおよび冷却剤回収ルーメンを規定するカテーテル本体と、
カテーテル本体の遠位部分に沿って配置されていて１つ以上のルーメンと連絡している少なくとも第１および第２熱交換膜とを備え、
患者を冷却および加温するための閉ループ熱交換器を達成するために、冷却剤供給ルーメンを通して熱交換膜へ冷却剤を供給することができ、および冷却剤回収ルーメンを通って熱交換膜から回収することのできる、熱交換カテーテルにおいて、
上記カテーテル本体は、カテーテル本体の上記遠位部分の遠位端に形成された開放遠位穴に連通する少なくとも１つのガイドワイヤールーメンと、
上記第１および第２熱交換膜の間に位置するカテーテル本体の上記遠位部分に形成された薬剤送達ポートに連通する少なくとも１つの薬剤送達ルーメンとを有し、
更に、カテーテル本体と噛み合い上記少なくとも４つのルーメンを各コネクタラインと相互連絡させるコネクタマニホールドであって、該少なくとも４つのルーメンに対応する少なくとも４つのチャネルを有し、各チャネルは各コネクタラインと各ルーメンとの間の液体連絡のための各経路をなすコネクタマニホールドを有し、
上記第１および第２熱交換膜は、患者の静脈を通る血流を閉塞させることを回避する径を有する、熱交換カテーテル。
【請求項２】
上記第１および第２熱交換膜が、上記冷却剤供給ルーメンにおける少なくとも第１および第２冷却剤供給ポートと、上記冷却剤回収ルーメンにおける少なくとも第１および第２冷却剤回収ポートとに各々連絡している第１および第２内部を規定している、請求項１記載の熱交換カテーテル。
【請求項３】
ウレタンから製造されている、請求項２記載の熱交換カテーテル。
【請求項４】
さらに、上記カテーテル本体と噛み合っている少なくとも１個のアンカーを含んでいる、請求項１記載の熱交換カテーテル。
【請求項５】
上記アンカーが上記コネクタマニホールド上にある、請求項４記載の熱交換カテーテル。
【請求項６】
さらに、上記カテーテル本体へ取り付けられた温度センサーを含む、請求項１記載の熱交換カテーテル。
【請求項７】
上記ウレタンが芳香族ウレタンである、請求項３記載の熱交換カテーテル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願）
優先権が１９９９年２月１９日に提出された同時係属の米国特許出願第０９／２５３，１０９号から主張されている。
【０００２】
（技術分野）
本発明は一般に、治療目的で患者を冷却するための方法および装置、およびより詳細には患者を冷却するための手段を提供しながら中心静脈アクセスを確立するためのシステムに関する。
【０００３】
（背景技術）
重症の脳外傷または脳卒中もしくは心臓発作によって惹起された虚血に苦しんでいる患者についての医学的転帰は患者の体温が平熱を上回ると（３８℃）悪化することが発見されている。さらに、多数のそのような患者についての医学的転帰は、患者が短期間、例えば２４〜７２時間に渡って比較的に迅速に冷却された場合は大きく改善される可能性があると考えられている。低体温の治療的利益とは別に、発熱を伴う脳外傷または虚血症患者についての転帰は発熱を伴わない患者についての転帰より不良である。必然的に、これらの患者を治療するために低体温を使用しない場合でさえそのような患者に対する体温管理は重要である。なおその上に、予防的な短期間の低体温は最小侵襲心臓手術および動脈瘤手術を受ける患者に役に立つ可能性がある。
【０００４】
罹患器官は、いずれの場合でも脳である。必然的に、頸動脈を通って脳へ流れる血液を冷却することを提案するシステムおよび方法が開示されてきた。そのようなシステムおよび方法の１例は、本譲受人が所有していて参照してここに組み込まれる１９９８年４月２１日に提出された同時係属の米国特許出願第０９／０６３，９８４号において開示されている。参照された出願には、頸動脈内の血液から熱を除去してそれによって脳を冷却するために、患者の頸動脈内に前進させることができ、それを通して冷却剤を閉回路内に注ぎ込むことのできる様々なカテーテルが開示されている。参照されたデバイスは、制御可能であること、相当に使用し易いこと、さらに望ましい設定温度で血液温度を迅速に冷却して維持することができることという他の方法（例、冷たい毛布で患者を包むこと）より優れた長所を有している。
【０００５】
本譲受人が所有していて参照してここに組み込まれる１９９８年８月１３日に提出された同時係属の米国特許出願第０９／１３３，８１３号において認識されているように、冷却することによって脳外傷／虚血症患者を治療することにおける上記の長所はさらにまた患者の全身を冷却すること、すなわち全身性低体温を誘発することによっても実現することができる。全身性低体温の長所は、本譲受人によって認識されたように全身性低体温を誘発するために冷却用カテーテルまたは他の冷却用デバイスを脳の血液供給路内に前進させる必要がなく、むしろ中心静脈系の相当に大きな大静脈内に容易かつ迅速に挿入できるという点にある。
【０００６】
さらにその上、多数の患者には既に他の臨床的に実証された目的のためにいずれにせよ中心静脈カテーテルが挿管されているので、血液を冷却することもできる中心静脈カテーテルを提供することは、たとえ体温を管理してそれにより熱スパイクを改善させるためだけであっても、それらの患者に対して追加の外科手技を必要としない。冷却用中心静脈カテーテルは、１９９９年２月１９日に提出されていて参照してここに組み込まれる本譲受人の同時係属の米国特許出願第０９／２５３，１０９号において開示されている。本発明はそのようなデバイスに向けられる。
【０００７】
（発明の開示）
好ましくはウレタンから製造される熱交換カテーテルは、少なくとも冷却剤供給ルーメンおよび冷却剤回収ルーメンを規定するカテーテル本体を含む。第１および第２熱交換膜はカテーテル本体の遠位部分に沿って配置されており、それらの熱交換膜は１つ以上のルーメンと連絡している。この構造を用いると、冷却剤は、患者を冷却および／または加温するための閉ループ型熱交換器を達成するために、冷却剤供給ルーメンを通して熱交換膜へ供給したり、さらに冷却剤回収ルーメンを通して熱交換膜から回収したりすることができる。
【０００８】
好ましくは、第１および第２熱交換膜は、各々が冷却剤供給ルーメンにある第１および第２冷却剤供給ポートと連絡している第１および第２内部を規定している。同様に、冷却剤回収ルーメンには第１および第２冷却剤回収ポートが形成されており、冷却剤は熱交換膜から回収ポートを通って流れる。患者へカテーテルを固定するためには、少なくとも１個のアンカーをカテーテルに噛み合わせることができる。
【０００９】
冷却剤供給ルーメンおよび回収ルーメンに加えて、カテーテルは薬剤送達ルーメンおよびガイドワイヤー用ルーメンを規定することができる。各コネクターラインとルーメンとを相互連結させるために、カテーテル本体にはコネクターマニホールドを噛み合わせることができる。より詳細には、コネクターマニホールドは複数のチャネルを規定しており、各チャネルは各コネクターラインと各ルーメンとの間の液体連絡のための各経路を確立している。下記で詳細に述べるように、アンカーはコネクターマニホールド上にある。
【００１０】
同時に患者を冷却しながら患者の体内に薬剤を注入することに備えるために、カテーテル本体には少なくとも１個の薬剤送達ポートが形成されている。好ましくは、薬剤送達ポートは薬剤送達ルーメンからカテーテル本体の外側の場所への液体連絡のための経路を確立するために２枚の隣接する熱交換膜の間の場所に形成される。望ましい場合は、カテーテルの長さに沿って追加の薬剤送達ポートを形成することができる。
【００１１】
別の態様では、熱交換カテーテルを製造する方法には、コネクターマニホールド型枠にマルチルーメンカテーテル本体を配置するステップ、およびコネクターマニホールド型枠に複数のコネクターチューブを配置するステップを含んでいる。同様に、本方法はマンドレルを使用して各ルーメンを各コネクターチューブと相互連結させるステップ、およびその後プラスチック材料をコネクターマニホールド型枠へ注入するステップを含んでいる。その後マンドレルは、各チャネルがそれぞれの各ルーメンおよびそれのコネクターラインとの間で規定されるように取り除かれる。
【００１２】
別の態様では、患者を治療するための方法が開示される。本方法は熱交換カテーテルデバイスを患者の体内に前進させるステップ、およびその後冷却剤を患者の血流内に直接注入することを防止しながらカテーテルデバイスを通して冷却剤を循環させるステップを含んでいる。本発明によると、カテーテルデバイスは下記によって確立される熱交換領域を含んでいる：１枚以上の熱交換膜、または１本以上の中空ファイバー、または１つ以上のチャンバー規定エンクロージャー。
【００１３】
さらになお別の態様では、Ｓｗａｎ−Ｇａｎｚ（スワンガンツ）カテーテルまたは中心静脈カテーテルとして構成されたカテーテルが患者の体内の血液を加温または冷却するためにカテーテル上の遠位に配置された少なくとも１枚のバルーン様膜を有している。より詳細には、この膜は膜の内部を通して冷却剤を循環させるために、カテーテルの冷却剤供給ルーメンおよびカテーテルの冷却剤回収ルーメンと連絡している内部を規定している。
【００１４】
その構造および作動の両方に関する本発明の詳細は、同様の参照番号が同様の部品に関連している添付の図面を参照すると最もよく理解することができる。
【００１５】
（好ましい実施態様の詳細な説明）
まず最初に図１を参照すると、患者において低体温を確立および維持するため、または患者における熱スパイクを和らげてその後は患者における平熱を維持するための治療用カテーテルシステムが、全体的に１０と指定して示されている。システム１０の説明を近位端から開始すると、図示されているように、システム１０は冷却剤供給源１２を含んでおり、この冷却剤供給源１２は、１９９８年１２月２４日に提出されて参照としてここに組み込まれる同時係属の米国特許出願第０９／２２０，８９７号に、または１９９９年３月２日に提出されて参照としてここに組み込まれる米国特許出願第０９／２６０，９５０号に開示されている、水浴システムまたはＴＥＣをベースとするシステムのいずれかとすることができる。いずれにしても、冷却剤供給源は冷却剤供給ライン１４を通して例えば生理食塩液のような冷却剤を提供し、冷却剤は冷却剤回収ライン１６によって冷却剤供給源１２へ回収される。全体的に１８で指定したカテーテルは、例えば雌型のルアー取付具２２のような取付具で終了する供給源チューブ２０を含んでいる。同様に、カテーテル１８は、雄型のルアー取付具２６のような取付具で終了する回収チューブ２４を有する。取付具２２，２６は、カテーテル１８と冷却剤供給源１２との間に閉回路型の冷却剤経路を確立するために、ライン１４，１６の補助取付具２８，３０と選択的に噛み合わせることができる。
【００１６】
さらに、カテーテル１８はガイドワイヤーおよび例えば雌型ルアー３４のような取付具で終了する一次注入チューブ３２を含んでいる。ガイドワイヤー３６は、中心静脈カテーテルの挿入原則に従ってチューブ３２を通して前進させることができるか、または薬剤もしくはその他の液体をガイドワイヤーおよび一次注入チューブ３２を通して注入することができる。さらにその上、雌型ルアー取付具４０を取り付けた二次注入用チューブ３８は、二次チューブ３８を通して薬剤供給源４２からの液体を注入するための薬剤供給源４２と選択的に噛み合わせることができる。
【００１７】
下記でさらに考察するように、チューブ２０，２４，３２，３８は遠位に向かってテーパ付けされたコネクターマニホールド４４に保持されている。さらにまた下記で述べるように、コネクターマニホールド４４は、チューブ２０，２４，３２，３８とカテーテル本体４６における各ルーメンとの液体連絡のための各々の経路を確立している。
【００１８】
有益にも、中心静脈カテーテルの操作原則に従って患者へカテーテル１８を縫合固定するために、コネクターマニホールド４４上に縫合アンカー４８が形成されている。ある意図された環境では、縫合アンカー４８は、各縫合ホール５２付きで形成された対向する耳５０を含んでいる。しかし、カテーテル１８を患者へ保持するためには外科手術用テープを含む他の等価のアンカー構造を使用することもできる。カテーテルがいわゆるスワンガンツカテーテル、即ち参照してここに組み込まれる米国特許第３，９９５，６２３号で開示されたタイプのカテーテルである場合は、典型的にはアンカー４８は用意されないであろう。
【００１９】
図１および２を相互に参照すると、カテーテル本体４６は少なくとも２つのルーメンを含んでおり、さらに好ましい実施態様ではカテーテル本体４６は少なくとも４つのルーメンを含んでいる。より詳細には、カテーテル本体４６は概ね楔形または三角形（図示されている横断面で）の冷却剤供給ルーメン５４、概ね楔形の冷却剤回収ルーメン５６、円形のガイドワイヤー用ルーメン５８、および楔形の二次注入用ルーメン６０を規定している。しかし上記のように、カテーテルはスワンガンツカテーテルであってよく、その場合にはスワンガンツカテーテル用途のための様々な心臓関連測定のために適切な血管内でカテーテルの遠位端を保持するためにアンカーリングバルーンを拡張するためのルーメンと、そして、例えば温度センサー、圧センサー、ガスセンサーおよび電気センサーのような遠位に配置される１個以上のセンサーへ取り付けられる１本以上のワイヤーを保持するための別のルーメンを含む追加のルーメンを用意することができる。
【００２０】
いずれの場合においても、コネクターマニホールド４４は、冷却剤供給チューブ２０と冷却剤供給ルーメン５４との間に液体連絡のための経路を確立する。同様に、コネクターマニホールド４４は冷却剤回収チューブ２４と冷却剤回収ルーメン５６との間に液体連絡のための経路を確立する。さらにコネクターマニホールド４４は、ガイドワイヤーおよび一次注入用チューブ３２と、ガイドワイヤー用ルーメン５８との間に液体連絡のための経路を確立しており、このガイドワイヤー用ルーメンは、カテーテル本体４６の遠位に向かってテーパ付けされ且つ面取りされた遠位端６３によって規定されている開放遠位穴６２で終了している。コネクターマニホールド４４はまた、二次注入用チューブ３８と二次注入用ルーメン６０との間に液体連絡のための経路を確立しており、この二次注入用ルーメンは、カテーテル本体４６の遠位区間における注入用ポート６４で終了している。追加のポートは、カテーテルの長さに沿って各ルーメン５８，６０に対して用意することができる。
【００２１】
ここで図１および３を参照すると、少なくとも近位および遠位の薄壁熱交換膜６６，６８は、カテーテル本体４６の最終１５ｃｍ位に沿って配置され、注入用ポート６４を熱交換膜６６，６８の間に配置してカテーテル本体４６の外面へ接着される。従って、各熱交換膜は長さが約６ｃｍから７．５ｃｍであり、図示されている好ましい実施態様では、熱交換膜はカテーテル本体４６に沿って長手方向に相互から間隔をあけている。本質的には、熱交換膜６６，６８は患者の体内に挿管されているカテーテル４６のその部分の大部分または全部に沿って延在している。熱交換膜は医用バルーン材料によって確立することができる。
【００２２】
熱交換膜６６，６８は冷却剤供給ルーメン５４から供給されるような冷却剤供給源１２からの冷却剤を用いて拡張することができ、さらに熱交換膜６６，６８からの冷却剤は冷却剤回収ルーメン５６を通って冷却剤供給源１２へ回収される。それらの拡張した形状では、熱交換膜は約１０フレンチ、および好ましくは１２フレンチを超えない径を規定する。こうして、熱交換膜６６，６８は、有益にも大静脈を通る血流を過度に閉塞させることを回避しながらそれでも患者の冷却を達成するために相当に長くされており、且つ比較的薄くされている。
【００２３】
図３に示されているように、壁７０は冷却剤供給ルーメンおよび回収ルーメン５４，５６を分離している。１例として近位側の熱交換膜６６を取り挙げると、矢印７６によって示されているように、供給ポート７２はそれを通して冷却剤が供給ルーメン５４から熱交換膜６６の内部７４内に流入できるカテーテル本体４６に形成されている。さらにその上、回収ポート７８はカテーテル本体４６に形成されており、矢印８０によって示されているように、冷却剤は回収ポート７８を通して熱交換膜６６から回収ルーメン５６内へ流れ出ることができる。図３を参照すると理解できるように、各々の熱交換膜６６，６８について、各冷却剤供給ポートは、液体の流れおよび熱移動を最適化するために各冷却剤回収ポートに対して遠位側にあるが、必要に応じて、液体の流れの方向が反対方向であってもよい。冷却剤供給ルーメンおよび冷却材回収ルーメン５４，５６は遠位端６３の近傍で終了する。例えば、冷却剤回収ルーメン５６は遠位側の熱交換膜６８に対して冷却剤回収ポートのわずかに遠位側で終了することができ、および冷却剤供給ルーメンは遠位側の熱交換膜６８の冷却剤供給ポートのわずかに遠位側で終了することができる。
【００２４】
いずれにせよ、これで冷却剤が閉ループにおいてカテーテルデバイス１８を通して循環させられることを理解することができよう。即ち、患者の血流内への直接的な冷却剤の注入が防止される。上記で詳述したように、カテーテルデバイスは１枚以上の熱交換膜によって確立される熱交換領域を含んでいる。あるいはまた、熱交換領域は１本以上の中空ファイバーによって確立することができ、あるいは、例えば金属もしくはプラスチックのベローズタイプのエンクロージャーのような１個以上のチャンバーを規定するエンクロージャーによって確立することができる。
【００２５】
好ましい実施態様では、カテーテル１８のコンポーネントはウレタンで製造され、さらにより好ましくは芳香族のポリエーテルを基剤とするポリウレタンから製造されるが、他の適切な材料も使用することができる。ある特定の実施態様では、チューブ２０，２４，３２，３８はマサチューセッツ州ウォバーンに所在するサーメディクス社（Ｔｈｅｒｍｅｄｉｃｓ，  Ｉｎｃ．）によって製造されたテコタン（Ｔｅｃｏｔｈａｎｅ）ＴＴ−１０９５Ａから作られている。さらに、熱交換膜６６，６８はダウ・ケミカル社（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐ．）によって製造されたペレタン（Ｐｅｌｌｅｔｈａｎｅ）から作られている。これとは対照的に、カテーテル本体４６は、テコタン（Ｔｅｃｈｏｔｈａｎｅ）ＴＴ−２０５５Ｄ−Ｂ２０と、望ましい場所への蛍光透視下操作中に最適に視認できるようにポリマー母材に組み込まれた硫酸バリウムＸ線不透過剤とから作られている。カテーテル１８は、必要に応じて、抗菌薬および抗凝固剤を用いてコーティングすることができる。
【００２６】
ここで図４を参照すると、コネクターマニホールド４４の詳細を見ることができる。図示されているように、好ましいコネクターマニホールド４４はフラットかつ楔形であり、コネクターマニホールド４４の遠位端は近位端８４よりも幅が狭くなっている。コネクターマニホールド４４内では、複数のチャネル８６が確立されている。図４を参照すると理解できるように、各チャネル８６は各コネクターライン２０，２４，３２，３８と各ルーメン５４，５６，５８，６０との間の液体連絡のための各経路を確立している。コネクターマニホールド４４が楔形であるおかげで、チューブ２０，２４，３２，３８はコネクターマニホールド４４の遠位端８２の近くで互いに近接して並べられている。
【００２７】
コネクターマニホールド４４を製造するときに、チューブ２０，２４，３２，３８はコネクターマニホールドの内部になる場所の上に配置され、さらにカテーテル本体４６も同様にチューブの遠位端から短く間隔をあけてコネクターマニホールド上に配置される。各マンドレルは、その後各チューブ内およびチューブと連絡しなければならないカテーテル本体４６のルーメン内に前進させられる。次に、プラスチックがインサート成形によってチューブ、マンドレル、およびカテーテル本体４６の上方および周囲に注入される。マンドレルは、プラスチックが硬化してチャネル８６が確立された後に取り外される。
【００２８】
本発明によって思い描かれるように、上記で述べた構造は、好ましくは患者の体温が平熱より下である間に、例えば動脈瘤手術が実施されなければならない患者の医学的転帰を改善する目的で患者を冷却するため及び／又は平常体温もしくは低体温患者における体温を維持するために、多数の医学的用途において使用することができる。この構造は、その後、この構造を通して暖かい冷却剤を循環させることにより、またはさもなければ、この構造を通して適切に低い（平熱に比較して）または暖かい（平熱に比較して）温度で維持されている冷却剤を循環させることで自然身体復温を調節することにより、コントロールの効いた状態に患者を復温させるために使用することができる。
【００２９】
別の例として、頭部外傷は患者の体温を平熱より低下させて維持することによって、その後に治療することができる。または、心臓発作は患者の体温が平熱より低い間に治療することができる。さらにまた、最小侵襲心臓手術も患者の体温が平熱より低い間に患者に実施することができる。さらには、患者における心臓発作は、患者の体温が平熱より下にあることによって、そして患者の体温が平熱より下にある間に治療することができる。同様に、本発明は例えば卒中の発作に見舞われた人のような一定の患者のためには、患者が発熱しているとき、もしくは発熱しそうであるときに、患者の体温を平熱もしくは平熱より下に維持することが重要であると理解している。重症の虚血性卒中発作に見舞われた人のためには、この疾患は患者の体温を低体温レベルに維持することによって治療することができる。
【００３０】
必要であれば、図示されているように例えばサーミスターもしくは他の適切なデバイスのような温度センサー１００をカテーテル１８に取り付けることができる。センサー１００は、膜６６，６８の近辺の個所に溶剤接着させることによってカテーテル１８へ取り付けることができる。あるいは、センサー１００はカテーテル１８のルーメンに配置でき、またはセンサーをカテーテル１８の外部に吊下げてカテーテル１８のルーメン内に配置されているワイヤーに取り付けることができる。あるいはまた、例えば１９９９年３月３１日に提出されていて参照してここに組み込まれる同時係属の米国特許出願第０９／２８２，９７１号に開示されている食道プローブのような個別の温度プローブを使用することもできる。さらにまた別の代替法として、直腸プローブもしくは鼓膜温度センサーを使用することもできる。いずれの場合においても、センサーは上記で参照した第‘８９７号および第‘９４０号特許出願で開示されているように冷却剤の温度を制御するために冷却剤供給源１２へ電気的に接続されている。
【００３１】
ここで示されて詳細に説明されたような特定の熱交換膜付き中心静脈カテーテルは、本発明の上記で説明した目的を十分に達成することができるが、これは本発明の当面の好ましい実施態様であって、本発明によって広汎に予想されている主題の代表であること、本発明の範囲は当業者には明白になる可能性がある他の実施態様を完全に含んでいること、および、従って本発明の範囲は、その中で他に明白に述べられていない限り単数での１つの要素という言及は“唯一無二”であることを意味するのではなく、むしろ“１つ以上”を意味している添付のクレーム以外のものには限定されないことが理解されなければならない。当業者には知られている、または後になって知られるようになる上記で説明した好ましい実施態様の要素のすべての構造的および機能的同等物は、明白に参照してここに組み込まれ、本発明のクレームによって包含されることが意図されている。さらにその上、デバイスまたは方法が本発明によって解決することが試みられる各々およびすべての問題に対処することは必要ではないが、それは本発明のクレームによって包含されているからである。さらにその上、本発明の開示における要素、コンポーネント、または方法ステップは、その要素、コンポーネントまたは方法ステップが明白にクレームで復唱されているかどうかとは無関係に公衆に捧げられることは意図されていない。この中のクレーム要素は、その要素が明白に“〜のための手段”と言うフレーズを使用して復唱されない限り、米国特許法（３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ）第１１２条第６段落の限定が適用されるとは解釈されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  カテーテルとは分解された関係に薬剤供給源および冷却剤供給源が略図的に示されている、本発明の冷却用カテーテルの斜視図である。
【図２】  図１における線２−２に沿った断面図である。
【図３】  図１における線３−３に沿った断面図である。
【図４】  図１における線４−４に沿った、コネクターマニホールドの内部の平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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