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JP2004337320A - Catheter - Google Patents

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JP2004337320A
JP2004337320A JP2003136637A JP2003136637A JP2004337320A JP 2004337320 A JP2004337320 A JP 2004337320A JP 2003136637 A JP2003136637 A JP 2003136637A JP 2003136637 A JP2003136637 A JP 2003136637A JP 2004337320 A JP2004337320 A JP 2004337320A
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catheter
drive shaft
signal
rotary drive
rotation
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Hiroyuki Yagami
弘之 矢上
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Terumo Corp
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Terumo Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catheter which prevents irregularities in rotation from being caused by a signal wire depending on the rotation even in the case of the catheter whose diameter is small enough to enable insertion into a blood vessel and which is equipped with a plurality of sensors. <P>SOLUTION: This catheter 1 comprises a rotary drive shaft 53 which is rotated in a prescribed direction, at least the two sensors 51 and 52 which are provided at the tip side of the shaft 53, and a plurality of signal cables 510 and 520 for pulling out electrical contacts of the sensors 51 and 52 to the outside; and the signal cables 510 and 520 are worked in such a manner as to be wound in a direction wherein a bundled state is loosened by the rotation of the shaft 53. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カテーテルに係り、特に、生体内における情報を検出するセンサを複数内蔵したカテーテルに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、心臓の冠動脈や他の血管、胆管等の管腔や尿道等の体腔(以下、「管腔」と総称)に挿入して、体腔の断面像の表示や血流測定等を行う生体計測用カテーテルの1つとして、超音波カテーテルが知られている。
【0003】
超音波カテーテルは、曲がりくねった管腔に挿入されるので、柔軟で長尺な細径のチューブにより構成される。このチューブには、その内部の先端側にセンサ部が設けられている。このセンサ部は、超音波トランスデューサにより超音波を送受信し、外部ユニットのモニター等で表示するものである。チューブの内部には、先端の超音波トランスデューサと外部回路を接続する電気信号を伝達するケーブルや、センサ部を機械的に回転させて管腔内所定領域を360°観察できるようにする駆動力伝達体(回転駆動シャフト)が挿入される。
【0004】
ここで、近年では、単一の超音波断層像だけでなく、画像の表示範囲の異なる複数の超音波断層像や、他の様々な診断情報を得ることも求められている。そのためにはカテーテル内に複数のセンサを内蔵させる必要があるが、複数のセンサを設けることは、カテーテルの太径化につながる。これは、単純にセンサおよびそのための信号ケーブルを内蔵するスペースの問題だけでなく、細径化により回転駆動シャフトの動作を不安定にする大きな原因となる回転駆動の際のわずかな回転ムラが許容できなくなるためでもある。カテーテルの細径化は、さらに細い血管や脈管へのカテーテルの挿入を可能とし、また、治療デバイスとの複合化を可能にするため、要求されており、これらの要求は相反するものである。
【0005】
複数のセンサを有する超音波カテーテルとして、周波数特性の異なる複数の超音波トランスデューサを配置した体腔内超音波プローブが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
特許文献1に記載された体腔内超音波プローブは、周波数特性の異なる2つの超音波トランスデューサを備え、これらのトランスデューサにつながる2本の信号ケーブルを、少なくとも湾曲部内に相当する部分で駆動軸の回転方向で締まる向きに撚り合わせたことを特徴とするものである。これは、信号ケーブルの撚り合わせが回転によって解け、回転ムラの原因となることを防ぐために、回転方向で締まる向きに撚り合わすという思想からなるものである。
【0007】
【特許文献1】特許第3233976号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1の超音波プローブは、回転によって信号ケーブルが硬く締め付けられる結果となり、硬くなった信号ケーブルは、結果として血管に使用できるほどに細径化された超音波プローブの場合には、かえって回転ムラの発生原因となると考えられる。このような現象は、特許文献1に記載されたような胃壁等の臓器診断に使用される比較的太い径の超音波プローブでは問題とならないが、細径な超音波プローブでは問題となる。これは、血管用などの細径な超音波プローブにおいては、プローブ自体の硬さに対して、締まった信号ケーブルの硬さの比率が無視できないほどに大きいためである。
【0008】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、血管内に挿入可能な程度まで細径なセンサ付カテーテルであっても、回転によって信号線が回転ムラの原因とならないカテーテルを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記の(1)〜(9)のカテーテルにより達成される。
【0010】
(1)所定の方向に回転する中空の回転駆動シャフトと、該回転駆動シャフトの先端側に設けられた少なくとも2つのセンサと、該センサの電気接点を外部に引出す複数の信号ケーブルとを有し、該信号ケーブルを前記回転駆動シャフトの中空部内に挿通したカテーテルであって、前記信号ケーブルは、複数の前記信号ケーブルを束ねる加工が施されており、該加工は、前記回転駆動シャフトの回転により束ねた状態が緩む方向に巻かれたものであることを特徴とするカテーテル。
【0011】
(2)前記加工が、複数の前記信号ケーブルを束ねて螺旋状に巻き加工したものであり、該螺旋状の巻き加工は、前記回転駆動シャフトの回転により拡張する方向に巻かれたものであることを特徴とする上記(1)に記載のカテーテル。
【0012】
(3)前記加工が、複数の前記信号ケーブルを撚り合わせて束ねる加工がなされたものであり、該加工は、前記回転駆動シャフトの回転により緩む方向に撚り合わされたものであることを特徴とする上記(1)に記載のカテーテル。
【0013】
(4)前記加工が、複数の前記信号ケーブルを束ねて撚り合わせつつ、更に螺旋状に巻き加工したものであることを特徴とする上記(1)に記載のカテーテル。
【0014】
(5)前記回転駆動シャフトの先端部に設けられたセンサ取付部を更に有し、前記センサは、該センサ取付部の前記カテーテルの軸に対して相対する面に設けられた2つのセンサであることを特徴とする上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のカテーテル。
【0015】
(6)前記信号ケーブルは、前記センサ一つに付き少なくとも2本の信号線を撚り合わせてなるものであることを特徴とする上記(1)ないし(5)のいずれかに記載のカテーテル。
【0016】
(7)前記撚り合わされた信号線は、前記回転駆動シャフトの回転により緩む方向に撚り合わされたものであることを特徴とする上記(6)に記載のカテーテル。
【0017】
(8)前記センサは、いずれも超音波トランスデューサであることを特徴とする上記(5)ないし(7)のいずれかに記載のカテーテル。
【0018】
(9)前記センサの内の一つは超音波トランスデューサであり、もう一つは、温度センサ、圧力センサまたは光センサのいずれかであることを特徴とする上記(1)ないし(8)のいずれかに記載のカテーテル。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【0020】
図1は本発明のカテーテル1を示す図である。図2はカテーテル1の先端部の一部を示す断面図である。なお、図2では、本発明の特徴を示すために、図1と一部寸法を異ならせて示している。
【0021】
図1において、カテーテル1は、体腔内に挿入される長尺のシース2と、使用者が操作するために体腔内に挿入されず使用者の手元側に配置されるコネクタ3により構成される。シース2の先端には、ガイドワイヤルーメン4が形成されており、シース2は、ガイドワイヤルーメン4との接続部からコネクタ3との接続部にかけて連続する管腔が形成されている。
【0022】
シース2は、後述する超音波の送受信用窓として作用するシース先端部21と、補強層24により補強されたシース基端部22からなる。シース先端部は超音波送受信の妨げとならないよう単層の樹脂層23により形成されている。シース基端部22は、樹脂層23の外表面に金属パイプや金属ワイヤのブレイド(編組)からなる補強層24を加え、さらにその外表面を外側樹脂層25で覆うことによって、補強層24を複数の樹脂層でサンドイッチにしたもので、コネクタ3に接続されている。補強層24は、金属パイプであれば先端側のみ螺旋状のスリットを入れることで先端側を柔軟にし、ブレイドであれば、編む角度を変更することで先端側を柔軟にすることが好ましい。
【0023】
樹脂層23は、シース2の全長にわたって設けられているが、柔軟で強度も有する材料、例えば、1層のHDPE(High Density Polyethylene)あるいは2層のLLDPE(Low Level Density Polyethylene)が使用されている。ただし,これのみでなく、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂等の各種樹脂、ポリアミドエラストマー、ポリエステルエラストマー等の熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム、ラテックスゴム等の各種ゴムも使用できる。
【0024】
このようにシース2は、基端部が、樹脂層23と、補強層24および外側樹脂層25の3層から構成され、中間部分は補強層の先端に柔軟な加工を施し、先端部が、樹脂層23のみから構成されることになるので、基端部から先端部に向かうほど柔軟となり、かつ先端側の方が外径が細くなるため、深部への到達性が良く、操作性が向上することになる。特に、1つの内腔を有し、この内腔内に回転駆動シャフト53を挿通し、回転駆動シャフト53の先端にセンサ部5を設け、センサ部5が単一の樹脂層23のみからなる先端部に位置しているので、この樹脂層23のみの先端が超音波窓となり、超音波の発信受信が円滑に行なわれ、超音波診断の精度あるいは操作性が向上することになる。
【0025】
また、カテーテル1を管腔に円滑に挿入できるように、カテーテル1の先端側外表面に、湿潤状態で潤滑性を有する親水性高分子物質よりなる潤滑層を形成してもよい。親水性高分子物質よりなる潤滑層は、カテーテル1の先端側である、ガイドワイヤルーメン4の外表面と、樹脂層23の外表面が露出している部分(補強層24の先端部付近)までに設けるのが望ましい。カテーテル1全体に高い潤滑性を付与すると、管腔内への挿入時に操作する手が滑って取扱いが難しくなるためである。また、親水性高分子物質よりなる潤滑層を設けない基端部側には、親水性高分子物質よりは潤滑性が低いものの、ある程度の潤滑性を有するシリコーン等の潤滑層を設けるのが望ましい。
【0026】
コネクタ3は、シース2の基端に一体化されたシースコネクタ3aと、回転駆動シャフト53の基端に一体化された駆動シャフトコネクタ3bとからなる。シースコネクタ3aとシース2の境界部には、耐キンクプロテクタ32が設けられ、これにより剛性を急激な変化による折れ曲がり(キンク)を防止させている。また、駆動シャフトコネクタ3bには、シース2の管腔内全体を超音波伝達液で満たすため、シリンジ(図示せず)等の取付が可能な注入ポート31が備えられている。駆動シャフトコネクタ3bの基端は、後述するスキャナー装置と接続可能となっている。
【0027】
図2に示すように、シース先端部21の管腔内には、相対する面に2つの超音波トランスデューサ51、52を備えたセンサ部5が設けられている。センサ部5は、短い円筒状の金属パイプの相対する2方向を切欠いたものの内部に2つの超音波トランスデューサ51、52が固定されたものである。センサ部5の基端側には多層巻コイルからなる回転駆動シャフト53が接続されている。また、センサ部5の先端側には、回転安定性を向上させる目的で短いコイル部材54が設けられている。
【0028】
超音波トランスデューサ51、52は、それぞれ超音波の送信および受信が可能で、送受信する超音波の周波数が異なるものとなっている。超音波トランスデューサ51、52の送受信周波数は、例えば、超音波トランスデューサ51が50MHz(メガヘルツ)で、超音波トランスデューサ52が35MHzである。このように、周波数の異なる複数の超音波トランスデューサを備えることにより、血管の径や、病変の深さなどの状況に応じて診断する範囲を切り替えることが可能となる。すなわち、周波数の高い超音波トランスデューサ51は、周波数の低い超音波トランスデューサ52に比して、解像度の高い情報を得ることができるが、半面、超音波の到達可能な範囲が狭く、カテーテル1の近傍しか診断できないため、径の小さな血管や血管表面近傍をより詳細に診断するのに適している。また、周波数の低い超音波トランスデューサ52は、周波数の高い超音波トランスデューサ51に比して、解像度は低いが、より広範囲の情報を得ることができるため、径の大きな血管や、血管壁のより深部の診断を行うのに適している。各超音波トランスデューサの好適な周波数は、周波数の高い超音波トランスデューサ51が、40〜70MHzであり、周波数の低い超音波トランスデューサ52が、20〜40MHzである。両超音波トランスデューサの周波数の差は10MHz以上あるのが好ましく、両超音波トランスデューサの周波数の比は、1.5〜3が好ましい。これらの数値が好ましい理由は、以下の通りである。
【0029】
(1)各トランスデューサの周波数の差が小さすぎると診断範囲や解像度に大差がなくなり、充分な効果が得られない。
【0030】
(2)冠状動脈に使用するような超音波カテーテルにおいては、使用できるトランスデューサのサイズは直径1mm以下となるが、このサイズでは20MHz未満の周波数特性を有する超音波トランスデューサは分解能が著しく悪くなるため、周波数特性は20MHz以上が望ましい。
【0031】
(3)血管壁表面に存在している可能性のある破裂し易いプラークを観察するには、50MHz以上の周波数特性が好ましい。
【0032】
(4)2つの超音波トランスデューサにより得られる像を見比べる場合、両者の倍率の比が大きすぎると、両者の画像の位置関係を把握するのが困難となり、小さすぎると診断範囲や解像度に大差がなくなり、2つのトランスデューサを設ける充分な効果が得られない。
【0033】
シース先端部21とガイドワイヤルーメン4との境界部には、シース2の管腔内を基端から先端まで充填される超音波伝達液を外部に排出するための排出口25が設けられている。排出口25は、シース先端部21からガイドワイヤルーメン4の内表面まで通じ、補強部材26によって形成されている。補強部材26の基端側にはコイル状のX線造影マーカ27がシース2の内表面に密着するように設けられる。X線造影マーカ27は、体腔内挿入時にX線透視下でセンサ部5の位置を確認できると同時に、補強部材26の基端で急激な物性変化が起こらないように、緩衝材の役割も持っている。同じ目的で、コイル部材54がX線造影マーカ27の内部に一部侵入するよう構成されている。
【0034】
ガイドワイヤルーメン4は、ガイドワイヤ100が挿入可能な孔を有する。ガイドワイヤ100は、予め体腔内に挿入して、カテーテル1を患部まで導くために使用される。カテーテル1は、ガイドワイヤ100をガイドワイヤルーメン4に通しながら患部まで導かれる。ガイドワイヤルーメン4を形成する壁内には、X線造影マーカ41が埋め込まれており、体腔内挿入時にX線透視下でカテーテル1の先端位置が確認できるようになっている。ガイドワイヤルーメン4は、シース先端部21を構成する樹脂層23の内側に比較的短いチューブ42を挿入、固定することによって形成される。チューブ42の軸方向長さは、5〜50mm程度が好適である。50mmより長いと、カテーテル1の先端からセンサ部5までの距離が長すぎるため、血管深部の目的部位へセンサ部5を到達させるのが困難となる。また、5mmより短いと、ガイドワイヤへの追従性が悪くなる。
【0035】
図3は、センサ部5を説明するための断面図である。図3に示されるように、センサ部5に設けられた超音波トランスデューサ51の表面および裏面は、一対の信号線511,512に接続されており、超音波トランスデューサ52の表面および裏面は、一対の信号線521,522に接続されている。超音波トランスデューサ51、52は、金属パイプを2ヶ所切欠いて形成されたハウジング55内に、ポッティング剤56によって固定されている。超音波トランスデューサ51、52の間には両トランスデューサ共通の背面材57が設けられている。
【0036】
信号線511,512,521,522は、それぞれ絶縁被覆されており、回転駆動シャフト53の中空部内を挿通され、コネクタ3まで伸びている。信号線511,512,521,522自体、複数本の導線を撚り合わせた状態で絶縁被覆された形態からなる。図3においては、作図上の関係から、一対の信号線511,512の基端側を一本のケーブル510として図示し、同様に一対の信号線521,522の基端側を一本のケーブル520として図示しているが、実際は独立した状態で、撚り線加工されたものである。以降、説明の簡略化のため、一対の信号線511,512を信号ケーブル510と表記し、一対の信号線521,522を信号ケーブル520と表記することもある。信号ケーブル510と信号ケーブル520は、全長に渡って、まとめて螺旋状に巻き加工されている。
【0037】
導線を構成する材料としては、Cu,Au,Ag,Fe等の金属或いは合金が好適である。導線の外径は、カテーテル1の操作性を損なわない限りにおいて太い程良く、10〜200μmであることが好ましく、16〜50μmであることがさらに好ましい。また、導線の撚り合わせ本数は、2本以上であれば良いが、撚り形状が安定する奇数本であることが好ましく、また、製造上3〜5本であることが好ましい。また、導線を被覆する絶縁体を構成する材料としては、ウレタン系、ポリイミド系、フッ素系等の高絶縁樹脂が好適であり、被覆厚は、所望の絶縁耐圧が得られれば薄くても問題ないが、5μm以上であることが好ましく、10〜30μmであることがさらに好ましい。
【0038】
以上のように、複数本の導線を撚って信号線を構成することにより、信号線の湾曲を容易にしつつ、信号線における伝送損失を低減することができる。伝送損失の低減は、信号線を伝達する信号の周波数が高い場合に特に効果がある。高周波においては、表皮効果により導体を流れる電流はその表面に集中するが、複数の導線により1本の信号線を構成することにより導体の表面積を増加させることができるからである。
【0039】
回転駆動シャフト53は、金属製の密巻きコイルからなる。回転駆動シャフト53は、柔軟性と回転トルク伝達特性を有するように、コイルが複数重ね巻された例えば3層構造のものであり、例えば、右巻き層−左巻き層−右巻き層というように、巻き方向を交互に変えた構成であって、外径が始端から終端まで一定とされた管状体である。このようにすれば、捩り力が加わったとき、各層のコイルが相互に締め付けることになり、確実にトルク伝達が行なわれる。ただし、巻き方向あるいは重ね巻きする層数は、各機種、性能などにより適宜選択自由である。駆動シャフト53の具体例としては、直径あるいは厚さが0.001〜0.5mmのステンレス鋼、ピアノ線、超弾性合金等が、外径0.1〜4mmの中空のコイル状に形成されたものである。回転駆動シャフト53の回転数は、病理状況あるいは診断する部位によっても異なるが、一般的には、モニター画像が30フレーム/secであることから30回/secとされている。
【0040】
回転駆動シャフト53の回転により管腔内は、360度観察可能となるが、さらに広範囲を観察するには、回転駆動シャフト53を軸方向に移動すればよい。図4は、回転駆動シャフト53をシース2に対して相対的に移動させた様子を示す図である。図4に示すように、シースコネクタ3aを固定した状態で、駆動シャフトコネクタ3bを基端側に引き抜き移動させれば、内部の回転駆動シャフト53やその先端に固定されたセンサ部5が軸方向に移動することとなる。この軸方向の移動は、術者が手動で行なっても良いが、後述する外部ユニットにより電動で行なっても良い。シースコネクタ3aの内部には、回転駆動シャフト53を覆い、駆動シャフトコネクタ3bにその基端を固定されたパイプ33がスライド自在に挿入されている。パイプ33は、回転駆動シャフト53を基端側に引き出した際に、回転駆動シャフト53が外部にむき出しにならない目的で設けられている。パイプ33の先端には、シースコネクタ3aからの抜け落ち防止のためのストッパー34が設けられている。
【0041】
図5は、駆動シャフトコネクタ3bの断面図と、外部ユニットの構成を説明するための図である。外部ユニットは、モーター等の外部駆動源を内蔵するスキャナー装置61と、スキャナー装置61を把持しモーター等により軸方向へ移動させる軸方向移動装置62と、スキャナー装置61と軸方向移動装置62を制御する制御部63と、センサ部5によって得られた画像を表示する表示部64とからなる。軸方向移動装置62には、スキャナー装置61を把持固定するスキャナー把持部621と、シースコネクタ3aを把持するコネクタ把持部622が含まれる。
【0042】
駆動シャフトコネクタ3bは、プライミングのため生理食塩液を注入するポート31を有する。回転駆動シャフト53の基端側は、生理食塩液をシールするためのOリング35を通って、スキャナー装置61に設けられたモーター(図示せず)の回転を回転駆動シャフト53に伝達するローター36に接続している。ローター36には信号ケーブル510,520の基端がつながる4極雄コネクタ37が接続され、スキャナー装置61に設けられた図示しない4極雌コネクタと電気的に接続される。
【0043】
スキャナー装置61は、4極雄コネクタ37に接続することによって、センサ部5からの信号の接受を行うと同時に、回転駆動シャフト53を回転させる駆動力を伝達する。ここで、スキャナー装置61によって発生される回転の方向は任意であるが、一定方向のみにしか回転しないものとする。本実施形態においては、説明のため、カテーテル1の先端方向を向いた時に時計回りに回転するものとして、以下説明する。
【0044】
本実施形態において、回転駆動シャフト53内に挿通された信号ケーブル510,520が、螺旋状に巻き加工されていることは既に述べた通りである。このとき、信号ケーブル510,520の巻き方向は、回転駆動シャフト53の回転方向と同様、カテーテル1の先端方向を向いた時に、進行方向、時計回りに巻くものとする。このように、回転方向と同方向に巻かれた螺旋は、回転により螺旋が解け広がるように作用する。従って、本実施形態の信号ケーブル510,520は、スキャナー装置61による回転駆動シャフト53の回転によって、螺旋が解け、径が拡張する作用を生じる。拡張した信号ケーブル510,520は、回転駆動シャフト53の内腔いっぱいに広がり、回転駆動シャフト53の内表面に密着された状態で維持される。このように、信号ケーブル510,520が広がった状態で保持されることによって、信号ケーブル510,520がそれ以上硬くなることは無くなり、回転駆動シャフト53の回転の妨げとなって回転ムラを引き起こす原因とならなくなる。また、螺旋巻き加工された信号ケーブルは、カテーテル1の軸方向に伸縮性を有することとなるので、湾曲した体腔内への挿入時に、カテーテル1の湾曲追従性を高める効果を得ることができる。
【0045】
また、同様の理由から、信号ケーブル510を構成する信号線511と512は、回転によって膨らむ方向(先端方向を向いて時計回り)に撚り合わせ、信号ケーブル520を構成する信号線521と522も、回転によって膨らむ方向(先端方向を向いて時計回り)に撚り合わせる。
【0046】
次に、本実施形態に係るカテーテル1の使用方法を説明する。
【0047】
まず、術者は、図1の状態のカテーテル1を準備し、注入ポート31にシリンジ(図示せず)を接続して超音波伝達液(生理食塩水など)を注入(プライミング)する。液の充填が完了したか否かは、シース2先端の排出口25を通過した超音波伝達液がガイドワイヤルーメン4から外部に排出されたか否かにより視認することができる。
【0048】
プライミングが完了すると、術者は、既に血管内に導入されたガイドワイヤ100の基端をガイドワイヤルーメン4の先端に通し、そのままガイドワイヤ100に沿わせて、カテーテル1を血管内に導入する。なお、このとき、カテーテル1は図示しないガイディングカテーテル内に導入されるが、ガイディングカテーテルの使用自体はカテーテル手術で一般的に使用されるもので、公知であるため、説明を省略する。
【0049】
血管内においては、X線映像下で、X線不透過性であるX線造影マーカ41や27の位置を注視しつつ生体内でのカテーテル1の位置を確認する。
【0050】
カテーテル1の先端部が血管内の目的位置に到達すると、スキャナー装置61とコネクタ3を接続する。スキャナー装置61を回転駆動すると、その回転力が回転駆動シャフト53に伝達され、また、制御部63からの電気信号は、4極雄コネクタ37及び信号線510,520を介してセンサ部5の超音波トランスデューサ51,52に伝達される。
【0051】
したがって、超音波トランスデューサ51,52は、シース4内で回転しつつ超音波をパルス状に発し、超音波は、超音波伝達液を介して患部まで到達した後、血管壁などで反射され、その反射波は、超音波トランスデューサ51,52の非送信時に受信され、信号線510,520を介して制御部63に伝達される。制御部63は、これを内部で処理し、映像信号に変換して表示部64に表示する。
【0052】
制御部は、必要に応じて超音波トランスデューサ51,52のいずれか、若しくは両方同時に表示するよう制御することができる。
【0053】
本実施形態においては、このような観察あるいは診断時における回転によって、信号ケーブルおよび信号線が緩く広がる方向に巻かれているため、信号ケーブルおよび信号線が硬く締まって回転ムラを引き起こすことがない。
【0054】
本実施形態における信号ケーブルは、例えばSUS,Cu等の金属ワイヤからなる一本の芯線を準備し、その周りに横巻に巻きつけ、その後、芯金301を抜き取り、所望の外径になるまで、巻き付けたコアケーブル204を伸張(左右方向に引っ張る)させることにより加工することができる。その際、加工後の形状維持性を高めるために、弱い加熱を施すことも可能であるが、形状があまり強く残ることは、信号線の剛直化につながるため、好ましくない。
【0055】
(変形例1)
図6は、実施形態1の変形例として信号線とセンサ部の構成を説明する図である。図6においては、2つの超音波トランスデューサと、それに接続された4本の信号線のみが図示されている。これらの部材は図3に示された実施形態1と同様に、ハウジングや回転駆動シャフトの中に実装されるものである。本変形例1は、信号線(信号ケーブル)の加工方法のみが異なり、他は実施形態1と同一であるため、相違点以外の説明は基本的に省略する。
【0056】
超音波トランスデューサ51の両面にそれぞれ電気的に接続された信号線511’と512’は、図6に示すように、互いに撚り合わされ、信号ケーブル510’を構成している。撚り合せの方向は、回転によって緩む方向(本実施形態においては、先端側に向かって時計回りの方向)である。また、超音波トランスデューサ52の両面にそれぞれ電気的に接続された信号線521’と522’も、図6に示すように、回転によって緩む方向(本実施形態においては、先端側に向かって時計回りの方向)に互いに撚り合わされ、信号ケーブル520’を構成している。ここまでは、実施形態1と共通である。
【0057】
本変形例1においては、信号ケーブル510’と520’は、互いに撚り合わせ加工がなされている。撚り合せの方向は、回転駆動シャフト53の回転によって緩む方向である。従って、本実施形態の信号ケーブル510’,520’は、スキャナー装置61による回転駆動シャフト53の回転によって、撚り合わせが解け、ルーズな状態になる作用を生じる。ルーズな状態となった信号ケーブル510’,520’は、回転駆動シャフト53の内腔いっぱいに広がり、回転駆動シャフト53の内表面に密着された状態で維持される。このように、信号ケーブル510’,520’が広がった状態で保持されることによって、信号ケーブル510’,520’がそれ以上硬くなることは無くなり、回転駆動シャフト53の回転の妨げとなって回転ムラを引き起こす原因とならなくなる。
【0058】
また、各信号ケーブル自体が一対の信号線の撚り線であるため、各対の信号線を伝搬する電気信号の干渉を低減させ、ノイズの発生を低減することが可能となる。ここで、各対の信号線の撚りピッチを異なるようにすることで、各対の周波数特性に差ができるため、信号の干渉をさらに低減することができる。また、信号ケーブル同士も撚り合わされているため、さらに信号の干渉を低減することができる。
【0059】
なお、図6においては、複数の信号ケーブル510’、520’は、撚り合わせと螺旋巻きを組み合わせた状態で束ねられている。このような形態を取ることにより、回転ムラを引き起こさないと共に、カテーテル1の湾曲追従性を高め、信号の干渉を低減するという効果を得ることができる。
【0060】
(他の変形例)
上記した実施形態および変形例1は、送受信周波数の異なる2つの超音波トランスデューサを有するカテーテルに関するものであったが、他のセンサ手段を設けることも可能である。
【0061】
例えば、1つの超音波トランスデューサを有し、その裏側に温度、血圧、血流速、血液成分、PH等を検出するセンサが備えられているものであっても良い。これらのセンサは、基本的に血液に接する必要があるため、実施形態のカテーテルとは構成が若干異なり、シースに血液を取り入れるための比較的面積の大きい開口を設ける必要があるが、このようなセンサ付きカテーテル自体は公知なものであるため、詳しい説明は省略する。
【0062】
このようなセンサであっても、信号線が接続される点は、実施形態で説明したカテーテル1と同様であり、複数の信号線を回転によって緩む方向に螺旋巻き加工、もしくは撚り合わせ加工する点も、同様である。
【0063】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、前記カテーテルは、内腔が1つのものであるが、複数のものでも良く、また、超音波を使用するものでのみでなく、他のカテーテル、たとえば、光干渉トモグラフィー(OCT)を利用した診断用カテーテルにも適用できる。
【0064】
【発明の効果】
本発明に拠れば、細径化しつつ、回転ムラの少ない複数のセンサを備えたカテーテルを得ることができる。
【0065】
また、螺旋巻き加工された信号ケーブルは、カテーテル1の軸方向に伸縮性を有することとなるので、湾曲した体腔内への挿入時に、カテーテル1の湾曲追従性を高める効果を得ることができる。
【0066】
また、各信号ケーブルを一対の信号線の撚り線とすることにより、各対の信号線を伝搬する電気信号の干渉を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のカテーテル1を示す図である。
【図2】図1のカテーテル1の先端部断面図である。
【図3】センサ部5の構造を説明するための断面図である。
【図4】センサ部5を軸方向に後退させた様子を説明する図である。
【図5】カテーテル1の基端部の構造を示す断面図と、外部ユニットとの関係を示す概念図である。
【図6】変形例1の信号ケーブルの構成を説明する図である。
【符号の説明】
1 カテーテル
2 シース
3 ハブ
4 ガイドワイヤルーメン
5 センサ部
51,52 超音波トランスデューサ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catheter, and more particularly, to a catheter having a plurality of sensors for detecting information in a living body.
[0002]
2. Description of the Related Art In recent years, it is inserted into a coronary artery and other blood vessels of the heart, a lumen such as a bile duct, and a body cavity such as a urethra (hereinafter, collectively referred to as "lumen") to display a cross-sectional image of the body cavity and measure blood flow. An ultrasonic catheter is known as one of the biological measurement catheters for performing the above-described operations.
[0003]
Since the ultrasonic catheter is inserted into a meandering lumen, it is constituted by a flexible, long, thin tube. The tube is provided with a sensor section on the tip side inside. This sensor unit transmits and receives ultrasonic waves using an ultrasonic transducer and displays the ultrasonic waves on a monitor or the like of an external unit. Inside the tube, a cable that transmits an electric signal that connects the ultrasonic transducer at the tip and an external circuit, and a driving force transmission that mechanically rotates the sensor unit so that a predetermined region in the lumen can be observed at 360 ° The body (rotary drive shaft) is inserted.
[0004]
Here, in recent years, it has been required to obtain not only a single ultrasonic tomographic image but also a plurality of ultrasonic tomographic images having different image display ranges and various other diagnostic information. For this purpose, it is necessary to incorporate a plurality of sensors in the catheter, but providing a plurality of sensors leads to an increase in the diameter of the catheter. This is not only a matter of space for installing the sensor and the signal cable for it, but also a slight unevenness in rotation during rotation driving, which is a major cause that makes the operation of the rotation drive shaft unstable due to the small diameter. It is because it will not be possible. Reducing the diameter of the catheter is required to enable the insertion of the catheter into smaller blood vessels and vessels, and to enable the compounding with a treatment device, and these requirements are contradictory. .
[0005]
As an ultrasonic catheter having a plurality of sensors, an intrabody ultrasonic probe in which a plurality of ultrasonic transducers having different frequency characteristics are arranged has been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0006]
The intracavity ultrasonic probe described in Patent Literature 1 includes two ultrasonic transducers having different frequency characteristics, and rotates two signal cables connected to these transducers at least in a portion corresponding to the inside of the curved portion, by rotating a drive shaft. It is characterized by being twisted in a direction that tightens in the direction. This is based on the idea that the signal cables are twisted in a tightening direction in the rotation direction in order to prevent the twisting of the signal cables from being unraveled by rotation and causing rotation unevenness.
[0007]
[Patent Document 1] Japanese Patent No. 3233976
[Problems to be solved by the invention]
However, the ultrasonic probe disclosed in Patent Literature 1 results in that the signal cable is firmly tightened by rotation, and the signal cable that is hardened is a thin ultrasonic probe that can be used for a blood vessel as a result. On the contrary, it is considered that this causes rotation unevenness. Such a phenomenon is not a problem with a relatively large-diameter ultrasonic probe used for diagnosing an organ such as a stomach wall as described in Patent Document 1, but is a problem with a small-diameter ultrasonic probe. This is because, in a small-diameter ultrasonic probe for a blood vessel or the like, the ratio of the hardness of the tight signal cable to the hardness of the probe itself is so large that it cannot be ignored.
[0008]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and provides a catheter in which a signal line does not cause rotation unevenness due to rotation even if the catheter has a sensor with a diameter small enough to be inserted into a blood vessel. The purpose is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following catheters (1) to (9).
[0010]
(1) It has a hollow rotary drive shaft that rotates in a predetermined direction, at least two sensors provided on the tip side of the rotary drive shaft, and a plurality of signal cables that lead out electrical contacts of the sensors to the outside. A catheter in which the signal cable is inserted into the hollow portion of the rotary drive shaft, wherein the signal cable is subjected to processing for bundling a plurality of the signal cables, and the processing is performed by rotation of the rotary drive shaft. A catheter characterized in that the bundle is wound in a loosening direction.
[0011]
(2) The process is a process in which a plurality of the signal cables are bundled and spirally wound, and the spiral process is a process in which the signal cable is wound in a direction in which the signal cable expands by rotation of the rotary drive shaft. The catheter according to the above (1), wherein:
[0012]
(3) The process is a process in which a plurality of the signal cables are twisted and bundled, and the process is a process in which the signal cables are twisted in a direction loosened by rotation of the rotary drive shaft. The catheter according to the above (1).
[0013]
(4) The catheter according to the above (1), wherein the processing is performed by spirally winding a plurality of the signal cables while bundling and twisting the signal cables.
[0014]
(5) The rotary drive shaft further includes a sensor mounting portion provided at a distal end portion thereof, and the sensors are two sensors provided on surfaces of the sensor mounting portion facing the axis of the catheter. The catheter according to any one of the above (1) to (4), characterized in that:
[0015]
(6) The catheter according to any one of (1) to (5), wherein the signal cable is formed by twisting at least two signal wires per one sensor.
[0016]
(7) The catheter according to the above (6), wherein the twisted signal lines are twisted in a direction in which the signal wires are loosened by rotation of the rotary drive shaft.
[0017]
(8) The catheter according to any one of (5) to (7), wherein each of the sensors is an ultrasonic transducer.
[0018]
(9) One of the above-mentioned sensors is an ultrasonic transducer, and the other is any one of a temperature sensor, a pressure sensor and an optical sensor. The catheter according to any one of the above.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a view showing a catheter 1 of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the distal end of the catheter 1. In FIG. 2, in order to show the features of the present invention, the dimensions are partially different from those of FIG.
[0021]
In FIG. 1, a catheter 1 is composed of a long sheath 2 inserted into a body cavity, and a connector 3 arranged at the user's hand side without being inserted into the body cavity for operation by a user. A guidewire lumen 4 is formed at the distal end of the sheath 2, and the sheath 2 has a continuous lumen formed from a connection portion with the guidewire lumen 4 to a connection portion with the connector 3.
[0022]
The sheath 2 includes a sheath distal end portion 21 that functions as a window for transmitting and receiving an ultrasonic wave, which will be described later, and a sheath proximal end portion 22 reinforced by a reinforcing layer 24. The sheath tip is formed of a single resin layer 23 so as not to hinder transmission and reception of ultrasonic waves. The sheath base end portion 22 adds the reinforcing layer 24 made of a braid (braid) of a metal pipe or a metal wire to the outer surface of the resin layer 23, and further covers the outer surface with the outer resin layer 25, thereby forming the reinforcing layer 24. It is sandwiched by a plurality of resin layers, and is connected to the connector 3. In the case of a metal pipe, it is preferable that the tip side is made flexible by inserting a helical slit only in the tip side of a metal pipe, and in the case of a blade, it is preferable that the tip side is made flexible by changing the knitting angle.
[0023]
The resin layer 23 is provided over the entire length of the sheath 2, but a material having flexibility and strength, for example, one layer of HDPE (High Density Polyethylene) or two layers of LLDPE (Low Level Density Polyethylene) is used. . However, not only this, but also polyolefins such as polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polystyrene, polyurethane, polyamide Uses various resins such as polyimide, polyoxymethylene, polyvinyl alcohol, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and other fluorine-based resins, thermoplastic elastomers such as polyamide elastomers and polyester elastomers, and various rubbers such as silicone rubber and latex rubber. it can.
[0024]
As described above, the sheath 2 has a base end formed of three layers of the resin layer 23, the reinforcing layer 24, and the outer resin layer 25, and has a middle portion in which the front end of the reinforcing layer is subjected to flexible processing. Since it is composed only of the resin layer 23, it becomes more flexible as it goes from the base end to the tip, and the outer diameter becomes thinner on the tip side, so that it is easy to reach the deep part and the operability is improved. Will do. In particular, it has one lumen, the rotary drive shaft 53 is inserted into this lumen, and the sensor part 5 is provided at the tip of the rotary drive shaft 53, and the sensor part 5 is made up of only the single resin layer 23. Therefore, the tip of the resin layer 23 alone serves as an ultrasonic window, so that transmission and reception of ultrasonic waves are performed smoothly, and accuracy or operability of ultrasonic diagnosis is improved.
[0025]
Further, a lubricating layer made of a hydrophilic polymer substance having lubricity in a wet state may be formed on the outer surface of the distal end side of the catheter 1 so that the catheter 1 can be smoothly inserted into the lumen. The lubricating layer made of a hydrophilic polymer substance extends from the distal end of the catheter 1 to the outer surface of the guide wire lumen 4 and the portion where the outer surface of the resin layer 23 is exposed (near the distal end of the reinforcing layer 24). Is desirably provided. If high lubricity is imparted to the entire catheter 1, the hand to be operated at the time of insertion into a lumen becomes slippery and handling becomes difficult. Further, it is desirable to provide a lubricating layer made of silicone or the like having a certain degree of lubricating property on the base end side where the lubricating layer made of a hydrophilic polymer substance is not provided, although the lubricating property is lower than that of the hydrophilic polymer substance. .
[0026]
The connector 3 includes a sheath connector 3a integrated with the base end of the sheath 2 and a drive shaft connector 3b integrated with the base end of the rotary drive shaft 53. A kink-resistant protector 32 is provided at a boundary between the sheath connector 3a and the sheath 2, thereby preventing bending (kinking) due to a sudden change in rigidity. The drive shaft connector 3b is provided with an injection port 31 to which a syringe (not shown) or the like can be attached in order to fill the entire lumen of the sheath 2 with the ultrasonic transmission liquid. The base end of the drive shaft connector 3b is connectable to a scanner device described later.
[0027]
As shown in FIG. 2, in the lumen of the sheath distal end portion 21, a sensor unit 5 having two ultrasonic transducers 51 and 52 on opposite surfaces is provided. The sensor unit 5 is configured such that two ultrasonic transducers 51 and 52 are fixed inside a short cylindrical metal pipe which is notched in two opposite directions. A rotation drive shaft 53 composed of a multilayer wound coil is connected to the base end side of the sensor unit 5. Further, a short coil member 54 is provided at the tip end side of the sensor unit 5 for the purpose of improving rotational stability.
[0028]
The ultrasonic transducers 51 and 52 can transmit and receive ultrasonic waves, respectively, and have different frequencies of transmitted and received ultrasonic waves. The transmission and reception frequencies of the ultrasonic transducers 51 and 52 are, for example, 50 MHz (megahertz) for the ultrasonic transducer 51 and 35 MHz for the ultrasonic transducer 52. As described above, by providing a plurality of ultrasonic transducers having different frequencies, it is possible to switch the range to be diagnosed according to the situation such as the diameter of a blood vessel and the depth of a lesion. That is, the high-frequency ultrasonic transducer 51 can obtain higher-resolution information than the low-frequency ultrasonic transducer 52, but on the other hand, the reachable range of the ultrasonic wave is narrow, and the vicinity of the catheter 1 is small. Since the diagnosis can be performed only for small blood vessels, it is suitable for diagnosing blood vessels having a small diameter and the vicinity of the blood vessel surface in more detail. The ultrasonic transducer 52 having a low frequency has a lower resolution than the ultrasonic transducer 51 having a higher frequency, but can obtain a wider range of information. Suitable for making a diagnosis. The preferred frequency of each ultrasonic transducer is 40 to 70 MHz for the high frequency ultrasonic transducer 51 and 20 to 40 MHz for the low frequency ultrasonic transducer 52. The difference between the frequencies of the two ultrasonic transducers is preferably 10 MHz or more, and the ratio of the frequencies of the two ultrasonic transducers is preferably 1.5 to 3. The reason why these numerical values are preferable is as follows.
[0029]
(1) If the difference between the frequencies of the transducers is too small, there will be no large difference in the diagnostic range and resolution, and a sufficient effect cannot be obtained.
[0030]
(2) In an ultrasonic catheter used for a coronary artery, the size of a transducer that can be used is 1 mm or less in diameter, but at this size, an ultrasonic transducer having a frequency characteristic of less than 20 MHz has a remarkably poor resolution. The frequency characteristic is desirably 20 MHz or more.
[0031]
(3) A frequency characteristic of 50 MHz or more is preferable for observing a plaque which is likely to be ruptured which may be present on the blood vessel wall surface.
[0032]
(4) When comparing the images obtained by the two ultrasonic transducers, it is difficult to grasp the positional relationship between the two images if the magnification ratio is too large, and if the ratio is too small, there will be a large difference in the diagnostic range and resolution. Thus, a sufficient effect of providing two transducers cannot be obtained.
[0033]
At the boundary between the sheath distal end portion 21 and the guide wire lumen 4, a discharge port 25 for discharging the ultrasonic transmission liquid filled from the proximal end to the distal end in the lumen of the sheath 2 is provided. . The discharge port 25 extends from the sheath distal end portion 21 to the inner surface of the guidewire lumen 4 and is formed by a reinforcing member 26. A coil-shaped X-ray contrast marker 27 is provided on the base end side of the reinforcing member 26 so as to be in close contact with the inner surface of the sheath 2. The X-ray contrast marker 27 can confirm the position of the sensor unit 5 under X-ray fluoroscopy at the time of insertion into a body cavity, and also has a role of a buffer material so that a sudden change in physical properties does not occur at the base end of the reinforcing member 26. ing. The coil member 54 is configured to partially enter the inside of the X-ray contrast marker 27 for the same purpose.
[0034]
The guide wire lumen 4 has a hole into which the guide wire 100 can be inserted. The guidewire 100 is used to be inserted into a body cavity in advance and guide the catheter 1 to an affected part. The catheter 1 is guided to the affected part while passing the guidewire 100 through the guidewire lumen 4. An X-ray contrast marker 41 is embedded in the wall forming the guide wire lumen 4 so that the distal end position of the catheter 1 can be confirmed under X-ray fluoroscopy when inserted into a body cavity. The guidewire lumen 4 is formed by inserting and fixing a relatively short tube 42 inside the resin layer 23 constituting the sheath distal end portion 21. The axial length of the tube 42 is preferably about 5 to 50 mm. If the length is longer than 50 mm, the distance from the distal end of the catheter 1 to the sensor unit 5 is too long, so that it is difficult to reach the sensor unit 5 to a target site deep in the blood vessel. On the other hand, if it is shorter than 5 mm, the ability to follow the guide wire will be poor.
[0035]
FIG. 3 is a sectional view for explaining the sensor unit 5. As shown in FIG. 3, the front and back surfaces of the ultrasonic transducer 51 provided in the sensor unit 5 are connected to a pair of signal lines 511 and 512, and the front and back surfaces of the ultrasonic transducer 52 are connected to a pair of signal lines. The signal lines 521 and 522 are connected. The ultrasonic transducers 51 and 52 are fixed by a potting agent 56 in a housing 55 formed by cutting two metal pipes. Between the ultrasonic transducers 51 and 52, a back member 57 common to both transducers is provided.
[0036]
The signal lines 511, 512, 521, and 522 are respectively coated with insulation, inserted through the hollow portion of the rotary drive shaft 53, and extend to the connector 3. The signal lines 511, 512, 521, and 522 themselves have a form in which a plurality of conductive wires are insulated and coated in a twisted state. In FIG. 3, the base end of the pair of signal lines 511 and 512 is illustrated as one cable 510 from the drawing relationship, and the base end of the pair of signal lines 521 and 522 is similarly set as one cable. Although shown as 520, it is actually a stranded wire processed in an independent state. Hereinafter, the pair of signal lines 511 and 512 may be referred to as a signal cable 510, and the pair of signal lines 521 and 522 may be referred to as a signal cable 520 for simplification of description. The signal cable 510 and the signal cable 520 are collectively spirally wound over the entire length.
[0037]
As a material forming the conductor, a metal or alloy such as Cu, Au, Ag, and Fe is suitable. The outer diameter of the conducting wire is preferably as large as possible as long as the operability of the catheter 1 is not impaired, and is preferably from 10 to 200 μm, and more preferably from 16 to 50 μm. In addition, the number of twisted conductors may be two or more, but it is preferable that the number of twisted conductors is an odd number with a stable twisted shape, and it is preferable that the number of twisted conductors be three to five. Further, as a material constituting the insulator covering the conductor, a high insulating resin such as a urethane-based, polyimide-based, or fluorine-based resin is preferable, and the coating thickness may be thin as long as a desired withstand voltage is obtained. Is preferably 5 μm or more, more preferably 10 to 30 μm.
[0038]
As described above, by forming a signal line by twisting a plurality of conductive wires, it is possible to reduce the transmission loss in the signal line while facilitating the bending of the signal line. Reduction of the transmission loss is particularly effective when the frequency of the signal transmitted through the signal line is high. At a high frequency, the current flowing through the conductor is concentrated on the surface due to the skin effect, but the surface area of the conductor can be increased by forming one signal line by a plurality of conductors.
[0039]
The rotation drive shaft 53 is formed of a close-wound coil made of metal. The rotation drive shaft 53 has, for example, a three-layer structure in which a plurality of coils are wound so as to have flexibility and rotational torque transmission characteristics. For example, a right-handed layer-a left-handed layer-a right-handed layer such as The tubular body has a configuration in which the winding directions are alternately changed, and the outer diameter is constant from the start end to the end. With this configuration, when a torsional force is applied, the coils of the respective layers are mutually tightened, and torque transmission is reliably performed. However, the winding direction or the number of layers to be wrapped can be freely selected depending on each model, performance, and the like. As a specific example of the drive shaft 53, stainless steel, a piano wire, a superelastic alloy or the like having a diameter or a thickness of 0.001 to 0.5 mm is formed in a hollow coil shape having an outer diameter of 0.1 to 4 mm. Things. The rotation speed of the rotary drive shaft 53 varies depending on the pathological condition or the part to be diagnosed, but is generally 30 times / sec because the monitor image is 30 frames / sec.
[0040]
The rotation of the rotary drive shaft 53 allows the interior of the lumen to be observed at 360 degrees, but to observe a wider range, the rotary drive shaft 53 may be moved in the axial direction. FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the rotary drive shaft 53 is relatively moved with respect to the sheath 2. As shown in FIG. 4, if the sheath connector 3a is fixed and the drive shaft connector 3b is pulled out and moved toward the proximal end, the internal rotary drive shaft 53 and the sensor unit 5 fixed to the distal end thereof are axially moved. Will be moved to. This axial movement may be performed manually by the operator, or may be performed electrically by an external unit described later. Inside the sheath connector 3a, a pipe 33 that covers the rotary drive shaft 53 and whose base end is fixed to the drive shaft connector 3b is slidably inserted. The pipe 33 is provided for the purpose of preventing the rotation drive shaft 53 from being exposed to the outside when the rotation drive shaft 53 is pulled out to the base end side. A stopper 34 is provided at the end of the pipe 33 to prevent the pipe 33 from falling off the sheath connector 3a.
[0041]
FIG. 5 is a cross-sectional view of the drive shaft connector 3b and a diagram for explaining the configuration of the external unit. The external unit controls a scanner device 61 having a built-in external drive source such as a motor, an axial moving device 62 for holding the scanner device 61 and moving it in the axial direction by a motor or the like, and a scanner device 61 and an axial moving device 62. And a display unit 64 for displaying an image obtained by the sensor unit 5. The axial moving device 62 includes a scanner grip 621 that grips and fixes the scanner 61, and a connector grip 622 that grips the sheath connector 3a.
[0042]
The drive shaft connector 3b has a port 31 for injecting physiological saline for priming. A rotor 36 for transmitting the rotation of a motor (not shown) provided in the scanner device 61 to the rotary drive shaft 53 through an O-ring 35 for sealing a physiological saline solution, at the base end side of the rotary drive shaft 53. Connected to A 4-pole male connector 37 to which the base ends of the signal cables 510 and 520 are connected is connected to the rotor 36, and is electrically connected to a 4-pole female connector (not shown) provided in the scanner device 61.
[0043]
The scanner device 61 is connected to the four-pole male connector 37 to transmit and receive signals from the sensor unit 5 and transmit a driving force for rotating the rotary drive shaft 53. Here, the direction of rotation generated by the scanner device 61 is arbitrary, but is assumed to rotate only in a certain direction. In the present embodiment, for the sake of explanation, the following description is based on the assumption that the catheter 1 rotates clockwise when facing the distal end of the catheter 1.
[0044]
In the present embodiment, as described above, the signal cables 510 and 520 inserted into the rotary drive shaft 53 are spirally wound. At this time, the signal cables 510 and 520 are wound clockwise in the traveling direction when facing the distal end of the catheter 1 in the same manner as the rotation direction of the rotary drive shaft 53. Thus, the spiral wound in the same direction as the rotation direction acts so that the spiral is unwound and spread by the rotation. Therefore, the signal cables 510 and 520 of the present embodiment have the effect of unwinding the spiral and expanding the diameter by the rotation of the rotary drive shaft 53 by the scanner device 61. The expanded signal cables 510 and 520 spread over the entire lumen of the rotary drive shaft 53 and are maintained in close contact with the inner surface of the rotary drive shaft 53. As described above, since the signal cables 510 and 520 are held in a spread state, the signal cables 510 and 520 do not become harder any more, which hinders the rotation of the rotation drive shaft 53 and causes rotation unevenness. Will not be. Further, since the spirally wound signal cable has elasticity in the axial direction of the catheter 1, it is possible to obtain an effect of improving the curve following ability of the catheter 1 when inserted into a curved body cavity.
[0045]
For the same reason, the signal lines 511 and 512 constituting the signal cable 510 are twisted in a direction in which the signal lines 511 and 512 expand by rotation (clockwise toward the distal end), and the signal lines 521 and 522 constituting the signal cable 520 are also Twist in the direction swelled by rotation (clockwise facing the tip).
[0046]
Next, a method of using the catheter 1 according to the present embodiment will be described.
[0047]
First, the surgeon prepares the catheter 1 in the state shown in FIG. 1, connects a syringe (not shown) to the injection port 31, and injects (primes) an ultrasonic transmission liquid (such as saline). Whether or not the filling of the liquid has been completed can be visually confirmed based on whether or not the ultrasonic transmission liquid that has passed through the discharge port 25 at the distal end of the sheath 2 has been discharged from the guide wire lumen 4 to the outside.
[0048]
When the priming is completed, the operator passes the proximal end of the guide wire 100 already introduced into the blood vessel through the distal end of the guide wire lumen 4 and introduces the catheter 1 into the blood vessel along the guide wire 100 as it is. At this time, the catheter 1 is introduced into a guiding catheter (not shown). However, the use of the guiding catheter itself is generally used in catheter surgery, and is well-known and will not be described.
[0049]
In the blood vessel, the position of the catheter 1 in the living body is confirmed while observing the position of the X-ray opaque X-ray contrast markers 41 and 27 under the X-ray image.
[0050]
When the distal end of the catheter 1 reaches a target position in the blood vessel, the scanner device 61 and the connector 3 are connected. When the scanner device 61 is rotationally driven, its rotational force is transmitted to the rotational drive shaft 53, and the electric signal from the control unit 63 is transmitted to the sensor unit 5 via the 4-pole male connector 37 and the signal lines 510 and 520. It is transmitted to the sound wave transducers 51 and 52.
[0051]
Therefore, the ultrasonic transducers 51 and 52 emit ultrasonic waves in pulses while rotating within the sheath 4, and the ultrasonic waves reach the affected part via the ultrasonic transmission liquid, and then are reflected by the blood vessel wall and the like. The reflected waves are received when the ultrasonic transducers 51 and 52 are not transmitting, and are transmitted to the control unit 63 via the signal lines 510 and 520. The control unit 63 internally processes this, converts it into a video signal, and displays it on the display unit 64.
[0052]
The control unit can control to display one or both of the ultrasonic transducers 51 and 52 at the same time as necessary.
[0053]
In the present embodiment, the signal cable and the signal line are wound in such a direction that the signal cable and the signal line are loosely spread due to the rotation at the time of such observation or diagnosis.
[0054]
In the signal cable according to the present embodiment, for example, a single core wire made of a metal wire such as SUS, Cu, or the like is prepared, wound horizontally around the core wire, and thereafter, the core metal 301 is pulled out until a desired outer diameter is obtained. It can be processed by extending (pulling in the left-right direction) the wound core cable 204. At this time, in order to enhance the shape retention after processing, it is possible to perform weak heating, but it is not preferable that the shape remains too strong, since this leads to rigidification of the signal line.
[0055]
(Modification 1)
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a signal line and a sensor unit as a modification of the first embodiment. FIG. 6 shows only two ultrasonic transducers and four signal lines connected thereto. These members are mounted in a housing or a rotary drive shaft as in the first embodiment shown in FIG. The first modification is the same as the first embodiment except for the method of processing the signal lines (signal cables), and thus the description other than the differences is basically omitted.
[0056]
The signal lines 511 ′ and 512 ′ electrically connected to both surfaces of the ultrasonic transducer 51 are twisted with each other to form a signal cable 510 ′, as shown in FIG. The direction of twisting is a direction in which the wire is loosened by rotation (in the present embodiment, a clockwise direction toward the distal end). As shown in FIG. 6, signal lines 521 ′ and 522 ′ electrically connected to both surfaces of the ultrasonic transducer 52 are also loosened by rotation (in the present embodiment, clockwise toward the distal end side). ) To form a signal cable 520 ′. The steps up to here are common to the first embodiment.
[0057]
In the first modification, the signal cables 510 ′ and 520 ′ are twisted with each other. The twisting direction is a direction in which the twisting is loosened by the rotation of the rotary drive shaft 53. Therefore, the signal cables 510 ′ and 520 ′ according to the present embodiment have the effect of being untwisted and loosened by the rotation of the rotary drive shaft 53 by the scanner device 61. The loose signal cables 510 ′ and 520 ′ are spread over the entire lumen of the rotary drive shaft 53, and are maintained in a state of being in close contact with the inner surface of the rotary drive shaft 53. By holding the signal cables 510 'and 520' in the spread state in this way, the signal cables 510 'and 520' do not become harder any more, and hinder the rotation of the rotary drive shaft 53 and rotate. It does not cause unevenness.
[0058]
Further, since each signal cable itself is a stranded wire of a pair of signal lines, it is possible to reduce interference of electric signals propagating through each pair of signal lines and to reduce generation of noise. Here, by making the twist pitch of each pair of signal lines different, a difference in frequency characteristics of each pair can be obtained, so that signal interference can be further reduced. Further, since the signal cables are also twisted, signal interference can be further reduced.
[0059]
In FIG. 6, the plurality of signal cables 510 'and 520' are bundled in a state where twisting and spiral winding are combined. By taking such a form, it is possible to obtain the effect of not causing rotation unevenness, improving the followability of the curvature of the catheter 1, and reducing the signal interference.
[0060]
(Other modifications)
Although the above embodiment and Modification 1 relate to a catheter having two ultrasonic transducers having different transmission / reception frequencies, other sensor means can be provided.
[0061]
For example, it may have one ultrasonic transducer, and a sensor for detecting temperature, blood pressure, blood flow velocity, blood component, PH, etc. may be provided on the back side. Since these sensors basically need to be in contact with blood, the configuration is slightly different from that of the catheter of the embodiment, and it is necessary to provide a relatively large opening for introducing blood into the sheath. Since the catheter with a sensor itself is known, a detailed description thereof will be omitted.
[0062]
Even in such a sensor, the points to which the signal lines are connected are the same as those of the catheter 1 described in the embodiment, and a point that a plurality of signal lines are spirally wound or twisted in a direction loosened by rotation. Is the same.
[0063]
The present invention is not limited to only the above-described embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the technical concept of the present invention. For example, the catheter has a single lumen, but may have a plurality of lumens. In addition to the catheter using ultrasound, other catheters such as optical coherence tomography (OCT) are used. Also applicable to diagnostic catheters.
[0064]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a catheter having a plurality of sensors with reduced rotation unevenness while reducing the diameter.
[0065]
Further, since the spirally wound signal cable has elasticity in the axial direction of the catheter 1, it is possible to obtain an effect of improving the curve following ability of the catheter 1 when inserted into a curved body cavity.
[0066]
Further, by making each signal cable a stranded wire of a pair of signal lines, it is possible to reduce interference of electric signals propagating through each pair of signal lines.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a catheter 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a distal end portion of the catheter 1 of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a structure of a sensor unit 5;
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which a sensor unit 5 is retracted in an axial direction.
FIG. 5 is a sectional view showing a structure of a proximal end portion of the catheter 1 and a conceptual diagram showing a relationship between the catheter 1 and an external unit.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a signal cable according to a first modification.
[Explanation of symbols]
1 catheter
2 sheath
3 hub
4 Guidewire lumen
5 Sensor section
51,52 Ultrasonic transducer

Claims (9)

所定の方向に回転する中空の回転駆動シャフトと、該回転駆動シャフトの先端側に設けられた少なくとも2つのセンサと、該センサの電気接点を外部に引出す複数の信号ケーブルとを有し、該信号ケーブルを前記回転駆動シャフトの中空部内に挿通したカテーテルであって、前記信号ケーブルは、複数の前記信号ケーブルを束ねる加工が施されており、該加工は、前記回転駆動シャフトの回転により束ねた状態が緩む方向に巻かれたものであることを特徴とするカテーテル。A hollow rotary drive shaft that rotates in a predetermined direction, at least two sensors provided on the distal end side of the rotary drive shaft, and a plurality of signal cables that lead out electrical contacts of the sensors to the outside; A catheter in which a cable is inserted into a hollow portion of the rotary drive shaft, wherein the signal cable has been subjected to a process of bundling a plurality of the signal cables, and the process is performed by bundling the rotation drive shaft. A catheter wound in a loosening direction. 前記加工が、複数の前記信号ケーブルを束ねて螺旋状に巻き加工したものであり、該螺旋状の巻き加工は、前記回転駆動シャフトの回転により拡張する方向に巻かれたものであることを特徴とする請求項1に記載のカテーテル。The process is a process in which a plurality of the signal cables are bundled and spirally wound, and the spiral process is wound in a direction in which the signal cable is expanded by rotation of the rotary drive shaft. The catheter according to claim 1, wherein 前記加工が、複数の前記信号ケーブルを撚り合わせて束ねる加工がなされたものであり、該加工は、前記回転駆動シャフトの回転により緩む方向に撚り合わされたものであることを特徴とする請求項1に記載のカテーテル。2. The method according to claim 1, wherein the processing is performed by twisting and bundling a plurality of the signal cables, and the processing is twisted in a direction in which the signal cables are loosened by rotation of the rotary drive shaft. A catheter according to claim 1. 前記加工が、複数の前記信号ケーブルを束ねて撚り合わせつつ、更に螺旋状に巻き加工したものであることを特徴とする請求項1に記載のカテーテル。2. The catheter according to claim 1, wherein the processing is a processing in which a plurality of the signal cables are bundled and twisted and further spirally wound. 前記回転駆動シャフトの先端部に設けられたセンサ取付部を更に有し、前記センサは、該センサ取付部の前記カテーテルの軸に対して相対する面に設けられた2つのセンサであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のカテーテル。The rotary drive shaft further includes a sensor mounting portion provided at a distal end portion thereof, wherein the sensors are two sensors provided on surfaces of the sensor mounting portion facing the axis of the catheter. The catheter according to any one of claims 1 to 4, wherein 前記信号ケーブルは、前記センサ一つに付き少なくとも2本の信号線を撚り合わせてなるものであることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のカテーテル。The catheter according to any one of claims 1 to 5, wherein the signal cable is formed by twisting at least two signal lines per one sensor. 前記撚り合わされた信号線は、前記回転駆動シャフトの回転により緩む方向に撚り合わされたものであることを特徴とする請求項6に記載のカテーテル。The catheter according to claim 6, wherein the twisted signal lines are twisted in a direction loosened by rotation of the rotary drive shaft. 前記センサは、いずれも超音波トランスデューサであることを特徴とする請求項5ないし7のいずれかに記載のカテーテル。The catheter according to any one of claims 5 to 7, wherein each of the sensors is an ultrasonic transducer. 前記センサの内の一つは超音波トランスデューサであり、もう一つは、温度センサ、圧力センサまたは光センサのいずれかであることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のカテーテル。9. The catheter according to claim 1, wherein one of the sensors is an ultrasonic transducer, and the other is one of a temperature sensor, a pressure sensor and an optical sensor.
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