(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液の二方向輸送のためのマルチルーメンカテーテルであって、開いた先端を有する一対の別々のルーメンを有し、前記一対のルーメンは前記カテーテルの全長に沿って前記先端まで同じ距離を延び、かつ前記一対のルーメンはカテーテルの中央を一対のルーメンの間を延びる隔壁によって分離されており、前記カテーテルは前記ルーメン先端の間および前記ルーメン先端をこえて先方へ突出しそして前記ルーメン先端を通過する別々の血液流が形成されているように配置された壁を備えており、前記突出する壁は前記隔壁の延長部であってかつ前記隔壁と軸方向に整列していることを特徴とする前記カテーテル。
【請求項２】
前記壁は、前記ルーメン先端を１ないし５ｍｍの距離をこえて先方へ突出している請求項１のカテーテル。
【請求項３】
前記ルーメン先端は、血液流の流れに対して真正面を向いて開いている請求項２のカテーテル。
【請求項４】
血液の二方向輸送のためのマルチルーメンカテーテルであって、各自開いた先端を有する短いルーメンおよび長いルーメンを有し、前記短いルーメンおよび長いルーメンの先端は各ルーメン先端を通過する別々の血液流の流れが形成されるように相互に縦（長手）方向に離間しており、前記短いルーメンおよび長いルーメンはカテーテルの中央を前記短いルーメンおよび長いルーメンの間を短いルーメンの先端まで延びる内部隔壁によって分離されており、そして前記隔壁は長いルーメンの外壁の一部として前記内部隔壁と軸方向に整列して長いルーメン先端まで延びており、前記短いおよび長いルーメンの先端は各自前記カテーテルの縦（長手）方向に対して直角な平面で終っていることを特徴とする前記カテーテル。
【請求項５】
前記長いルーメン先端は、前記短いルーメン先端をこえて１ないし５ｍｍ延びている請求項４のカテーテル。
【発明の詳細な説明】
本発明の背景
マルチルーメンカテーテルは、血液透析器または他の血液処理装置への容易なそして安全な血液アクセス器具として臨床的使用にある。それらの使用は頻繁な患者の血液の処理を必要とし、脈管系への頻繁なアクセスを必要とする慢性医学的状態のために望ましい。
そのようなカテーテルは典型的には患者の静脈中に埋込まれる先端を有し、カテーテルの根本端は、使用時、静脈からカテーテルを通り、そして血液透析器のような血液処理装置へのセットを通って血液の循環を許容するチューブセット等と連通する。その後、血液は典型的には他のチューブセットを通ってカテーテルの他のルーメンへ戻り、そして次に患者の静脈へ戻る。
頸静脈および鎖骨下マルチルーメンカテーテルは典型的には永久血液アクセス器具を意図している。大腿カテーテルは典型的には一定期間後除去されることが期待される中期血液アクセス器具として使用される。
血液透析のために臨床的に使用するダブルルーメンカテーテルにおいては、静脈へ戻される血液の流出流のためのルーメンは血液を引く流入流のためのルーメンより約２０〜３０ｍｍこえて終わっている。この目的は血液が一方のカテーテルルーメンによって戻される時直接他方のカテーテルルーメンへ再び流入する血液の直接再循環を防止するためである。これは勿論血液処理プロセスの効率を減ずる。このことは臨床的に使用され、そしてＭａｈｕｒｋａｒの米国特許４，８９５，５６１；Ｍａｒｔｉｎの米国特許５，１５６，５９２；Ｔｗａｒｄｏｗｓｋｉらの米国特許５，２０９，７２３に記載されているカテーテルの場合がそうである。
他のマルチプルルーメンカテーテルは、Ｓｉｓｌｅｙの米国特許４，４０５，３１３のようにルーメンの先端がカテーテルに沿って同じ縦方向位置で終わっている面一端を持っている。しかしながらこれらカテーテルは、血液透析において実施されるように、患者の多量の血液を引出しそして再導入するためには使用されない。むしろ、そのようなカテーテルは血液のサンプルを時折引出すことがある投薬および／または非経口栄養補給の注入のためのものである。このため直接の血液再循環の論争は問題ではなく、そしてそれらの先端は血液再循環問題の解決法を考慮することなく設計されている。
血液透析のためのカテーテルは効率的な透析のため典型的には２００ｍｌ／分またはそれ以上の高い血流を必要とする。上で定義した血液の直接再循環は効率的な血液流を減らし、このため透析効率を低下させる。実質上カテーテルに存在する血液再循環は１％毎に有効血液流を同じく１％低下させ、これは勿論透析効率を減少させる。
マルチプルルーメンカテーテルにおいて、１５％より少ない直接の血液再循環は一般に許容し得ると考えられる。これを達成するため、先行技術においては、過度に高い直接再循環を避けるため入り口カテーテルルーメンおよび出口カテーテルルーメンの先端は約２０〜３０ｍｍ縦方向に離すことが必須であると信じられていた。しかしながらそれぞれのルーメンの先端の間をそのように大きく縦に離すことによっていくつかの欠点が認められている。例えば、通常の流入流ルーメンは凝血により充分な血流を送らないため、ルーメンを通る血流を逆転することが望まれる場合がある。この状況において広く離したルーメン端はそのためにうまく作動せず、そして再循環値は望ましくないレベルへ上昇する。また、カテーテルルーメンの二つの先端間に広い縦方向離間がある時には血液凝塊が流入流ルーメン先端直近へ付着することが発見された。
本発明の説明
本発明により、患者の静脈と血液処理装置の間を接続するマルチプルルーメンカテーテルを通る血液を循環させる方法が提供される。カテーテルのルーメンは各自静脈内に位置する先端を備える。
本発明によれば、ルーメンの先端は相互に約５ｍｍより多く縦方向に離れることなく、ルーメンの一方を通って少なくとも約２００ｍｌ／分の流量において静脈から血液を引き、同時に前記ルーメンの他の一つを通って同様な流量において血液を静脈へ挿入する。
血液流量は好ましくは少なくとも約３００ｍｌ／分である。好ましくは、ルーメンの先端は縦方向に離間することなく相互の近傍に位置するが、一方のルーメン、好ましくは流出流ルーメンは約５ｍｍ以下の距離をこえることができる。
他の具体例において、ルーメンはルーメン先端を先方へこえて突出する壁によって分離されることができる。この壁は、カテーテルを通って延びそしてルーメンをカテーテル全長に沿って分離する隔壁の延長部からなることができる。
同様に、カテーテル先端は、循環する血液をして相互に関して鋭角でひろがる反対方向に先端を通過させるようにしてもよい。
先行技術において、血液透析に使用されるダブルルーメンカテーテルは他方のルーメンより約２０〜３０ｍｍ遠方へ突出する一方のルーメンを持っている。この遠方へ突出するルーメンは典型的には流出血ルーメンであり、他方のルーメンは典型的には流入血ルーメンである。以下の目的のため、“劣悪に機能するカテーテル”とは、凝血によって生じた妨害のため実質的に減少した流れを有する患者に埋込まれたマルチプルルーメンカテーテルであると定義される。“良好に機能するカテーテル”とは、それらは実質的に凝血がないため期待された血液の流れ特性を有する患者に埋込まれたカテーテルであると定義される。
再循環研究は、２０〜３０ｍｍのルーメン端間隔を有する標準的マルチルーメン透析カテーテル（流出流ルーメンを流出流に使用し、流入流ルーメンを流入流に使用）ではゼロに近い直接再循環値を示し、そして劣悪に機能するカテーテルの逆転流（流出流ルーメンを流入流に使用し、流入流ルーメンを流出流に使用）ではゼロないし１３％の直接再循環値を示す。（１．Ｍｏｓｓ  ＡＨ，ＭｃＬａｕｇｈｌｉｎ  ＭＭ，Ｌｅｍｐｅｒｔ  ＫＤ，Ｈｏｌｌｙ  ＪＬ：Ｕｓｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｃａｔｈｅｔｅｒ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｄａｃｒｏｎ  Ｃｕｆｆ  ｆｏｒ  Ｄｉａｌｙｓｉｓ  Ｓｈｏｒｔ−Ｔｅｒｍ  Ｖａｓｃｕｌａｒ  Ａｃｃｅｓｓ．ＡＭ  Ｊ  Ｋｉｄｎｅｙ  Ｄｉｓ  １９８８；１２：４９２−４９８．２．Ｍｏｓｓ  ＡＨ，Ｖａｓｉｌａｋｉｓ  Ｃ．，Ｈｏｌｌｅｙ  ＪＬ，Ｆｏｎｌｋｅ  ＣＪ，Ｐｉｌｌａｉ  Ｋ，ＭｃＤｏｗｅｌｌ  ＤＥ：Ｕｓｅ  ｏｆ  ａ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｄｕａｌ−ｌｕｍｅｎ  Ｃａｔｈｅｔｅｒ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｄａｃｒｏｎ  ｃｕｆｆ  ａｓ  ａ  Ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  Ｖａｓｃｕｌａｒ  Ａｃｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ  Ｐａｔｉｅｎｔｓ．Ａｍ．Ｊ．Ｋｉｄｎｅｙ  Ｄｉｓ．１９９０；１６：２１１−２１５）．
我々自身の研究（Ｔｗａｒｄｏｗｓｋｉ  ２Ｊ，Ｖａｎ  Ｓｔｏｎｅ  ＪＣ，Ｊｏｎｅｓ  ＭＥ，Ｋｌｕｓｍｅｙｅｒ  ＭＳ，Ｈａｙｎｉｅ  ＪＤ：Ｂｌｏｏｄ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｉｎｔｒａｖｅｎｏｕｓ  Ｃａｔｈｅｔｅｒｓ  ｆｏｒ  Ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ．ＪＡＳＮ  １９９３；３：１９７８−１９８１）は、前のように良好に機能する慣用のカテーテルの直接再循環値は、標準的ルーメン流れ方向では３００ｍｌ／分血流においてゼロに近く、そして既に報告された値に類似であることを示す。劣悪に機能するカテーテルの再循環値は、ルーメンを通る逆転流では標準ルーメン流の値よりも高いがしかし１５％をこえない。しかしながら逆転流でそして良好に機能するカテーテルの再循環値はもっと高く（４０％まで）、劣悪に機能するカテーテルの逆転流をこえている。
このことは非効率的透析を結果する血液輸送の著しい非効率を表す。我々は劣悪に機能するカテーテルは流入流ルーメンにおいて凝血を含んでいると推定した。これらの凝血はカテーテルへの血液の出口をブロックし、そしてその分散を生ぜしめ、そして静脈へ戻る血流と混合した。劣悪に機能するカテーテルの生存確率は著しく減少するが、しかしそれらは数ケ月機能することができ、そしてしばしばそれらが完全に機能しなくなるまで使用される。
良好に機能するカテーテルは逆転ルーメンで流出する血流に対する妨害物を含んでいない。カテーテル壁に沿ったこの血流の層流が流入流ルーメンによるその自由な通過を生じさせ、流入血液ルーメン中へのその吸入を許容するものと信じられる。
この研究は流入流および流出流チューブ間の距離を過度の再循環の危険なしに５ｍｍまたはそれ以下に著しく短縮する提案を思いつかせた。我々はさらに、流入流ルーメン端をこえる流出流チューブの短縮は流出流チューブ上の凝血の保持を減らし、それによりカテーテルの機能を改善することを提案する。そのようなカテーテル１４種による実験は我々の予想を確認し、そしてそのようなカテーテルの流れ問題は著しく少ないことを示した。予期したように、縦方向に約５ｍｍ離間したルーメン先端を有するダブルルーメンカテーテルでの標準流れ方向を用いた３００ｍｌ／分における直接再循環値はゼロ（平均±ＳＤ）（１．５９％±４．３５％）に近かった。さらにそのような良好に機能するダブルルーメンカテーテルにおいて逆転流れ方向での３００ｍｌ／分における再循環値は、ルーメン間の距離が２０〜３０ｍｍであったカテーテルについての値よりも低くなった。（平均±ＳＤ）（４．１７％±７．３４％）
さらに並置した面一の流入流および流出流ルーメンボアを有するカテーテルはより高い血流において高い直接再循環を示さない傾向にある。
我々は面一な流入流および流出流ルーメンボアを有する（ルーメン先端ゼロ縦方向離間）を持つそのようなカテーテルのプロトタイプを製作した。このカテーテルは右内部頸静脈を通って右心房中へ埋込まれた。随意に一血流方向を“標準”と呼び、反対方向を“逆転”と呼んだ。そのようなカテーテル３種における直接再循環の測定は表１に示した以下のパーセントで表した直接再循環を示す。
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低流量（１００ｍｌ／分）における直接再循環は高流量（３００および５００ｍｌ／分）におけるそれよりも高いことが見られ得る。明らかに低流量では流れの速度は流出血が流入流ルーメン中へ吸引されるのを防止するには不充分である。このため面一なルーメン端を有するカテーテルの正常な流れ直接再循環値は高血流における標準流の２０〜３０ｍｍ離れたルーメン端を有するカテーテルに似ている。しかしながら本発明の逆転流カテーテルの直接再循環値は流入流およびルーメン先端間の離間２０〜３０ｍｍを持つ同様な逆転流カテーテルよりも低い。本発明のカテーテルはこのように、先行技術のカテーテルとは反対に、どちらの流れ方向においても許容し得る低再循環を有する充分な血流を提供する。
本発明のカテーテルには二つの主要な利益がある。
１．再循環は血液流のどの方向においても似ている。
２．流入流ルーメンにおけるまたは先端直近における血液凝塊付着の確率は、そのような付着に対する支持が少ししかまたは全くないので起こらない。その結果そのようなカテーテルは良好な流れ、より少ない凝血問題および長い寿命を提供するであろう。
本発明においては、長期間血液透析アクセスのための典型的カテーテルは上方大静脈または右心房中へ以下の静脈の一つを通って挿入されることが意図される。
１．右内部頸静脈
２．左内部頸静脈
３．右鎖骨下静脈
４．左鎖骨下静脈
中期血液アクセスに対しては、このカテーテルは総腸骨静脈または下部大静脈中へ大腿部静脈を通って挿入することができる。このカテーテルの全体の設計は、ここに特記したことを除き、米国特許５，２０９，７２３中のカテーテルと類似でよい。
本発明の一具体例においては、カテーテル流入流および流出流ボアは面一であるが、しかし典型的にはルーメンボアをこえて約１〜５ｍｍ延びている小さい隔壁によって分離されている。そのような隔壁は血液再循環を減らす。これらの具体例においては、カテーテルルーメンを通る血流の方向は血液再循環に強く影響しない。また小寸法隔壁は凝血の堅固な投錨にとって不利である。隔壁へ付着した小さい血塊は継続透析で流れ方向を変えることによって洗い流すことができる。ルーメンボアはそれらの先端において僅かに角度を持たせることができる。
本発明のなお他の具体例においては、カテーテル流出流ボアは１〜５ｍｍ以下流入流ボアをこえて延びている。そのような構造は標準流でゼロに近い再循環値を、そして逆転流で最低（慣用の先端構造を持つカテーテルよりも低い）の再循環値を提供する。そのような小寸法流出流ルーメン延長は血塊の堅固な投錨に対して不利である。
【図面の簡単な説明】
図面において、図１は患者の静脈系へ埋め込むことを示した、ダブルルーメン透析カテーテルの斜視図である。
図２は、本発明に従ったカテーテルの先端の一具体例の拡大平面図である。
図２ａは、図２の先端の斜視図である。
図３は、図２の修飾したカテーテルの先端の斜視図である。
図４は、本発明に従ったカテーテルの他の具体例の先端の拡大平面図である。
図５および図６は、図４に類似したカテーテル先端の異なる具体例の斜視図である。
図７は、本発明のカテーテルの先端の他の具体例の拡大平面図である。
図８は、図７に示した先端の斜視図である。
図９は、図７に示したカテーテルの他の具体例の斜視図である。
図１０は、本発明に従ったカテーテル先端の他の具体例の拡大平面図である。
図１１は、図１０のカテーテル先端の斜視図である。
図１２は、図１０に示したタイプのカテーテル先端の他の具体例である。
特定具体例の説明
図１を参照すると、患者の右頸部静脈を通って心臓の右心房１１中に埋込んだ本発明に従ったカテーテル１０が図示されている。埋込みは永久であることを意図し、その結果患者は一対の瘻管針をもって週３回等の針刺しの負荷を免れることができる。むしろカテーテル１０は、例えば図２〜１２に示されているルーメン１４，１６の一つと枝の各自が連通するＹ−コネクター１２を介して透析セットへ単に接続および取外しできる。
カテーテル１０の全体デザインは慣用でよく、そして１９９３年４月８日に出願された出願番号０８／０４５，０１６のズビルート、ジェイ、トワードウスキーの許可された米国特許出願に記載された具体例のどのデザインでもよい。また、カテーテル１０は所望により体の他の位置に埋込むことができる。
カテーテル１０は、カテーテル１０がその中に留置される静脈の形状とカテーテルの先端断面が一致するその自然の歪曲されない形状で埋込まれることが示されている。そのようなカテーテルは血管壁に対してより少ない圧力および摩擦を示し、血液凝固および組織刺激の減少を招来する。
カテーテル１０はまた、図示するように患者中にカテーテルの永久埋込みのため慣用の接着カフ１７，１８を持っている。Ｙ部位１２を支持するカテーテル１０の端が次に皮膚を通って切開部位１９から外側へ突出する。
カテーテル１０の先端は、以前述べたように、心臓の右心房１１中に延びるが、このような配置は単に好ましいだけであり、本発明にとって必須ではない。
残りの図２〜１２はカテーテルの異なるデザイン、特にカテーテル先端１３のデザインに関する。開示したいずれのデザインも任意の全体形状のカテーテルのどのタイプにも、特に上で引用し先に許可された米国特許出願０８／０４５，０１６に以前に記載されたカテーテルに使用することができる。
図２および２ａは、基本的には平坦であるがもし望むならば平坦でなくて僅かに凸面とし得るカテーテル端１９を含むカテーテル１０の先端１３を図示する。カテーテル１０はルーメン１４，１６を有するダブルルーメンカテーテルであり、そして図２ａに示すように一般に楕円形断面とし得る。それぞれのルーメン１４，１６は実質上カテーテルの全長を延びる隔壁２１によって分離され、そのためルーメン１４はＹ−コネクターの枝管２３と連通することができ、そしてルーメン１６は別の流れ連通のため枝管２５と連通することができる。ルーメン１４，１６は各自典型的には少なくとも２ｍｍの直径を有する。
このように血液はＹ−コネクター１２の一方の枝へ接続されたセットから好ましくは少なくとも約２００ｍｌ／分の流量において流れることができる。血液はそのときカテーテルの他方のルーメンを通って同時に引出され、そしてＹ−コネクター１２の他の枝管を通過し、そのため血液のコンスタントな流れを透析システム等へ供給し、そして患者へ返還することができる。
比較的高い血液速度のため、ルーメン１４から心房１２中へ注入される血液と、そしてルーメン１６を通って再び取出される血液との間に血液流の直接の再循環は少ししか遭遇しないものと信じられる。
図３を参照すると、カテーテルチップの修飾具体例１３ａが図示されており、このカテーテルの残部は典型的には類似のデザインである。前のように、一対のルーメン２２，２４が直前の具体例のルーメン１４，１６に類似の態様で備えられる。このカテーテルの先端は前の具体例と同様にその断面において平坦である。
図４を参照すると、ルーメン端が図示するように互いに面一であるダブルルーメン３０，３２を有するカテーテル先端の他の具体例１３ｂが示されている。しかしながらこの具体例においては、隔壁３４はルーメン３０，３２の端を約１〜５ｍｍ（典型的には３ｍｍ）こえて延びている。そのような短い隔壁３４は一方のルーメンから他方への直接の血液再循環の減少の改善を提供し、同時に隔壁延長部３４は血液凝塊の有意量を支持するには短かすぎる。隔壁３４は、このおよび大部分のダブルルーメンカテーテルに見られる内部隔壁２１ｂの延長部よりなる。
図５は図４のカテーテル先端の一具体例の斜視図である。ルーメン３０ａ，３２ａは、ルーメン３０ａ，３２ａからの血液流入および流出を容易にするため両側に円筒形くぼみ３５を有する隔壁３４ａによって分離されている。
図６を参照すると、図４のカテーテル先端の他の可能な具体例である、カテーテル先端の他の斜視図が示されている。この具体例のカテーテル先端は断面が円形で、ルーメン３０ｂ，３２はＤ字形断面を取り、そしてより大きい高さである。また、隔壁３４ｂは以前の具体例のくぼみなしの平坦プレートの形状である。隔壁３４ｂもルーメンボアを１〜５ｍｍ，例えば４ｍｍこえて延び、そしてここに開示したカテーテルの全長を延びる内部隔壁の延長部を代表する。
図７を参照すると、隔壁５５により以前の具体例と同様に分離されているルーメン４８，５０を有するカテーテル先端１３ｃが図示されている。この具体例では、先端面は断面において平坦面５２，５４よりなるルーメン端を含み、面５２，５４は相互に関して鈍角、好ましくは相互に対して１００〜１７０°の角度にあり、そのため各面はカテーテルの縦軸に直交する平面に対して約１０〜４５°の角度をなす。
図８を参照すると、ルーメン４８ａ，５０ａが図示するように角度関係で終わっている図７の一具体例が示されている。
図９を参照すると、ルーメン４８ｂ、５０ｂおよびそれらの端面５２ｂ、５４ｂのための異なる断面形状を有する異なる断面形状のカテーテルが図示されている。
これまで具体例のカテーテルにおいては、カテーテルが対称であるためどちらのルーメンが流入流ルーメンであり、そしてどちらのルーメンが流出流ルーメンであるかは実質上重要でないことが理解できる。しかしながら図１０を参照すると、低い直接血液再循環とカテーテル先端において低い長期凝血を有する有益な血流特性を提出できる非対称カテーテルデザインが図示されている。
図１０は、隔壁６０によって分離された一対のルーメン５６，５８を有し、ルーメン５８の先端６４はルーメン５８の先端６６を約１〜５ｍｍ，例えば５ｍｍこえて延びているカテーテル先端１３ｄを図示する。この具体例においては、ルーメン５８は流出血ルーメンであり、他方ルーメン５６は透析器等中へ運搬および処理のため血液をカテーテル中へ取入れる流入血ルーメンであることが一般に有利である。しかしながら２００ｍｌ／分以上の逆転流でも良好な結果が得られる。
図１１に示すように、ルーメン５６の端６７をこえるルーメン５８ａの延長部６５は、ルーメン５６ａ中へまたはその外への血液流を容易化するため、基本的には円筒形部分であるその上に側部みぞ６９を備えることができる。この具体例においては、ルーメン５６ａ，５８ａは断面が円形であることがみられる。
しかしながら図１２において、図１０の他の具体例として類似の楕円形構造が図示されている。この例ではルーメン５６ｂ，５８ｂおよびそれらのそれぞれの端６４ｂ，６６ｂは図１０および１１に示したのと同じ関係にあるが、しかしカテーテルの断面寸法によりルーメンは図示したようにＤ字形である。
ここでは流出流ルーメンはルーメン５８，５８ａまたは５８ｂであり、流入流ルーメンはルーメン５６，５６ａまたは５６ｂであることが一般に好ましい。ルーメン端６５，７０はルーメン５６，５６ａ，５６ｂの端６６，６７，７１を約５ｍｍ以下をこえて延びているため、このデザインのカテーテルは減少した臨床的に有利な直接血液再循環を持っている。上のデザインはまた、カテーテル先端において血塊形成を抑止する。
上記は例証目的のみで提供され、請求の範囲に規定された本出願の発明の範囲を限定することを意図しない。
【図１】
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【図２】
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【図２ａ】
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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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【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１１】
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【図１２】
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