JP2006263125A - Agitating treatment device and catheter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被溶解物、例えば血管内の血栓を溶解し除去するための攪拌処理装置及び攪拌処理装置を備えるカテーテルに関する。 The present invention relates to a stirring treatment device for dissolving and removing a substance to be dissolved, for example, a thrombus in a blood vessel, and a catheter provided with the stirring treatment device.
現在死亡原因として増加傾向にある脳梗塞、心筋梗塞の要因に、病的血栓があげられる。病的血栓が脳や心臓に形成されると、血管がつまりその先にある細胞(例えば脳細胞)が壊死してしまう。これが梗塞である。血栓症の死亡率や後遺症は血管を再疎通させる迄の時間によって左右されるため、逸早い血栓の溶解が求められている。これまで、血栓溶解剤を注入したうえで、超音波などを照射することにより、血栓の溶解を促進させる方法が試みられている。超音波深触子が血管内に挿入され、その状態で溶解剤を照射して溶解効率を高める(特許文献1参照)。 Pathological thrombus is one of the causes of cerebral infarction and myocardial infarction, which are currently increasing as a cause of death. When a pathological thrombus is formed in the brain or heart, the blood vessels, that is, the cells ahead of them (for example, brain cells) will be necrotized. This is an infarction. Thrombosis mortality and sequelae depend on the time it takes for blood vessels to recanalize, so rapid thrombus dissolution is required. Until now, after injecting a thrombolytic agent, a method of accelerating dissolution of a thrombus by irradiating ultrasonic waves or the like has been attempted. An ultrasonic deep touch element is inserted into a blood vessel, and in that state, a dissolution agent is irradiated to increase dissolution efficiency (see Patent Document 1).
溶解剤を利用して血管内の血栓を溶解させる場合に、血栓に対して超音波を照射して溶解作用を高める研究がなされている。そのメカニズムは完全に解明されたわけではないが、溶解剤を供給した状態で血栓に超音波を照射すると、血栓溶解度合いが高まるという研究結果が出されている。 When dissolving a thrombus in a blood vessel using a solubilizer, studies have been made to increase the dissolving action by irradiating the thrombus with ultrasound. Although the mechanism has not been completely elucidated, research results have shown that the degree of thrombus dissolution increases when the thrombus is irradiated with ultrasound in a state where a dissolution agent is supplied.
しかしながら、そのような溶解剤と超音波を併用した実際の治療システムはまだ実現されておらず、血栓をはじめとする患部の超音波治療を行えるシステムが要望されている。また、そのようなシステムにおいて、超音波診断を同時に行うことができれば、血管内に新たに超音波探触子などを挿入する手間と患者の負担を軽減できるので、超音波治療と超音波診断が共に行えるシステムが要望されていた。 However, an actual treatment system using such a solubilizer and ultrasonic waves has not been realized yet, and a system capable of performing ultrasonic treatment of an affected area including a thrombus is desired. In addition, in such a system, if ultrasonic diagnosis can be performed at the same time, the burden of inserting a new ultrasonic probe into the blood vessel and the burden on the patient can be reduced. There was a need for a system that could be used together.
その一方、血管の種類にもよるがその直径は一般にきわめて小さく、超音波探触子内部に多数の振動素子からなるアレイ振動子や、モータ及びギヤなどを利用した振動子駆動機構を設けるのは困難であるという問題がある。しかしながら、血栓が大きい場合、短時間に効率良く、血栓を溶解し、血管中の血栓を除去して血管を再疎通させることができなかった。 On the other hand, although it depends on the type of blood vessel, its diameter is generally very small, and an array transducer consisting of a large number of transducer elements and a transducer drive mechanism using motors and gears are provided inside the ultrasonic probe. There is a problem that it is difficult. However, when the thrombus is large, the thrombus cannot be efficiently dissolved in a short time, and the thrombus in the blood vessel can be removed to recanalize the blood vessel.
本発明は従来の欠点を鑑みてなされたもので、本発明は、血栓の大小にかわずに、短時間に効率良く、血栓を溶解し、血管中の血栓を除去して血管を再疎通させることがで、血栓症の死亡率や後遺症を低減させることができ、血栓溶解中(治療中)にその血栓溶解度をリアルタイムに判定することができるため、治療の終了を判定することが容易にでき、また、治療中、血栓の状態の状態を観察することができるため、適切な物理的促進方法をどう変化させたらよいか容易に判断することができる攪拌処理装置及びカテーテルを提供することにある。 The present invention has been made in view of the conventional drawbacks, and the present invention can efficiently dissolve a thrombus in a short time regardless of the size of the thrombus and remove the thrombus in the blood vessel to recanalize the blood vessel. However, it is possible to reduce the mortality rate and sequelae of thrombosis, and because it is possible to determine the thrombolysis in real time during thrombolysis (during treatment), it is easy to determine the end of treatment, Another object of the present invention is to provide an agitation device and a catheter that can easily determine how to change an appropriate physical promotion method because the state of the thrombus can be observed during treatment.
第1の発明に係る攪拌処理装置は、被溶解部材を溶解するために被溶解部材に向けて溶解剤を吐出するための吐出口と、溶けずに残存している細かな被溶解部材を吸引するための吸引口とを備える長手方向に延出する管体と;前記管体は、一端が固定され、他端が自由端となっており、かつ固定端側に設けられた、(1)被溶解部材を粉砕し、(2)被溶解部材の溶解度、被溶解部材が溶解された溶液中の粘度、被接触物の硬度・粘度、又は付着物の硬度・粘度の少なくとも1つをインピーダンスの変化から測定する、
ための機械的振動付与手段と;を備える。
The agitation processing apparatus according to the first aspect of the invention sucks a discharge port for discharging a dissolving agent toward a member to be dissolved in order to dissolve the member to be dissolved, and a fine member to be dissolved that remains undissolved. A tubular body extending in the longitudinal direction, including a suction port for carrying out; the tubular body has one end fixed, the other end being a free end, and provided on the fixed end side, (1) The member to be melted is crushed, and (2) at least one of the solubility of the member to be melted, the viscosity in the solution in which the member to be melted is dissolved, the hardness / viscosity of the contacted object, or the hardness / viscosity of the deposit Measuring from change,
And a mechanical vibration applying means.
第2の発明に係るカテーテルは、血栓を溶解するために血栓に向けて溶解剤を吐出するための吐出口と、溶けずに残存している細かな血栓を吸引するための吸引口とを備える長手方向に延出する管体と;前記管体は、一端が固定され、他端が自由端となっており、かつ固定端側に設けられた、(1)血栓を粉砕し、(2)血栓の溶解度、血栓が溶解された血液中の粘度、血栓の硬度・粘度、又は血管壁の付着物の硬度・粘度の少なくとも1つをインピーダンスの変化から測定するための機械的振動付与手段と;を備える血栓攪拌処理装置と;前記血栓攪拌処理装置を収納する収納体と;前記血栓攪拌処理装置を収納体から外方に押し出し、又は外方から収納体内に引き入れるための弾性部材と;を備える。 The catheter according to the second invention includes a discharge port for discharging a dissolving agent toward the thrombus in order to dissolve the thrombus, and a suction port for sucking a fine thrombus remaining undissolved. A tube extending in the longitudinal direction; the tube having one end fixed, the other end being a free end, and provided on the fixed end side, (1) crushing a thrombus, (2) Mechanical vibration applying means for measuring at least one of the solubility of the thrombus, the viscosity in the blood in which the thrombus is dissolved, the hardness / viscosity of the thrombus, or the hardness / viscosity of the deposit on the blood vessel wall from the change in impedance; A thrombus agitation processing apparatus; a storage body that houses the thrombus agitation processing apparatus; and an elastic member that pushes the thrombus agitation processing apparatus outward from the storage body or pulls the thrombus agitation processing apparatus from the outside into the storage body. .
第3の発明に係るカテーテルは、請求項2記載のカテーテルにおいて、前記インピーダンスの変化から攪拌軌跡及び溶解剤注入量を制御するための制御手段をさらに備えることを特徴とする。
The catheter according to a third aspect of the present invention is the catheter according to
(1)機械的振動による攪拌のため、超音波より大きな攪拌効果が得られ、高速な血栓除去が可能となる。
(2)溶けずに残る細かな血栓は、さらに半径の小さな血管をつまらせる原因になる。これら細かな血栓は吸引口から吸い取ることができ、安全で確実な血栓除去が行える。
(3)吸引口で吸い込むことのできない大きな血栓は、攪拌処理装置に吸引しながら、吸い込むことのできる大きさになるまで溶かすことができる。この場合、血栓の溶け具合(吸い込める大きさになっているかまた、吸い込めずに攪拌処理装置に吸い付いた状態にあるか)は、攪拌処理装置の機械的インピーダンスの大きさの変化から推定できる。
(4)攪拌処理装置の効果がリアルタイムでわかる。このため、使用中の攪拌方法が適切であるか、また、血栓溶解剤の量が適切であるかを判定することができる。それに伴い効果的な攪拌方法や適切な溶解剤注入量を選択することができる。
(5)血栓が完全に溶解できたかどうかをリアルタイムで判定できるため、いつ治療を終了すればよいかがわかる。
(6)(3)および(4)項目のため、高速な治療が可能になる。これにより患者だけでなく医師の負担も軽減される。
(7)血管が再開通していないうちに治療が終了するということが無くなるため、患者の死亡率や後遺症発生率の低減に役立つ。
(8)溶解度計測は、攪拌処理装置の機械的インピーダンス変化を見ることに基づいている。攪拌処理装置が血管などの硬い物質に触れた場合、インピーダンスの急激な変化が計測される。このことを利用して、血管に触れないように攪拌処理装置を調節しながら攪拌することができる。つまり患者に負担の少ない低侵襲治療が可能となる。
(9)血管が開通する際、血液が急に流れる。この際攪拌処理装置の機械的インピーダンスの急激な変化が計測される。よって血管の再開通を検知できる。
(10)血栓周りの血液の状態を攪拌処理装置の機械的インピーダンス変化を見ることにより推定できるため、患者の血液に関する健康状態を推定することができる。
(11)血管の剛性といった物理特性を計測することができる。これにより血管にできた腫瘍などを検出できる。
(12)攪拌処理装置はディスポーザブルのため、感染症などの予防が可能である。
(1) Because of stirring by mechanical vibration, a larger stirring effect than ultrasonic waves can be obtained, and high-speed thrombus removal is possible.
(2) Fine clots that remain undissolved cause clogging of blood vessels with a smaller radius. These fine blood clots can be sucked out from the suction port, and safe and reliable thrombus removal can be performed.
(3) A large thrombus that cannot be sucked through the suction port can be melted until it becomes a size that can be sucked in while being sucked into the stirring treatment device. In this case, the degree of thrombus dissolution (whether it can be sucked in or whether it is sucked into the stirrer without being sucked in) is estimated from the change in the mechanical impedance of the stirrer it can.
(4) The effect of the stirring treatment device can be understood in real time. For this reason, it can be determined whether the stirring method in use is appropriate and the amount of the thrombolytic agent is appropriate. Accordingly, an effective stirring method and an appropriate amount of dissolving agent can be selected.
(5) Since it is possible to determine in real time whether the thrombus has been completely dissolved, it is possible to know when the treatment should be terminated.
(6) Because of items (3) and (4), high-speed treatment is possible. This reduces the burden on the doctor as well as the patient.
(7) Since the treatment does not end before the blood vessel is resumed, it helps to reduce the mortality rate and the sequelae rate of patients.
(8) Solubility measurement is based on looking at the mechanical impedance change of the stirrer. When the stirrer touches a hard substance such as a blood vessel, a sudden change in impedance is measured. Utilizing this fact, stirring can be performed while adjusting the stirring processing device so as not to touch the blood vessel. That is, minimally invasive treatment with less burden on the patient is possible.
(9) When a blood vessel is opened, blood flows suddenly. At this time, a sudden change in mechanical impedance of the stirring apparatus is measured. Therefore, the reopening of the blood vessel can be detected.
(10) Since the state of the blood around the thrombus can be estimated by looking at the change in mechanical impedance of the agitation processing apparatus, it is possible to estimate the health state of the patient's blood.
(11) Physical characteristics such as blood vessel rigidity can be measured. Thereby, a tumor formed in a blood vessel can be detected.
(12) Since the stirring treatment device is disposable, it is possible to prevent infections and the like.
本発明に係る攪拌処理装置及び血管内の血栓を溶解し除去するための攪拌処理機能を備えるカテーテルを実施例でもって詳述する。図1は、本発明の実施例に関わる脳血栓攪拌処理装置を備えたカテーテルを示す概略図である。図2はカテーテルの要部を示す拡大図である。 The agitation apparatus according to the present invention and a catheter having an agitation process function for dissolving and removing a thrombus in a blood vessel will be described in detail by way of examples. FIG. 1 is a schematic view showing a catheter provided with a cerebral thrombus agitation apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view showing a main part of the catheter.
図1において、カテーテル10は、血栓攪拌処理装置11を備える。血栓攪拌処理装置11は、血管中の血栓13を溶解するために血栓溶解剤を血栓13に向けて吐出するための吐出口14を備えた血栓溶解剤吐出用管16と、血管中に溶けずに残存している細かな血栓13を吸引するための吸引口18を備えた血栓吸引用管20とを備えた管収納体22と、血栓13を粉砕し、血栓13の溶解度、血栓13が溶解された血液中の粘度、血栓の硬度・粘度、又は血管壁の付着物の硬度・粘度の少なくとも1つをインピーダンスの変化から測定するための機械的振動付与手段である圧電素子24を備える。管収納体22は、一端が固定されて、他端が自由端であるはり構造を有しており、圧電素子24は、管収納体22の固定端側に設けられている。なお、血栓溶解剤吐出用管16と血栓吸引用管20は、個々の管を配設する他に、血栓溶解剤吐出用路16と血栓吸引用路を管体に突孔として形成してもよい。
In FIG. 1, a
さらに、図3(a)及び図3(a)において、カテーテル10は、収納体から外方に押し出し、又は外方から収納体内に引き入れるための弾性部材であるバネ26を備える。バネ材は、血栓攪拌処理装置11をカテーテル10内方から血管外方へ延出させ、また延出していた攪拌部材11aをカテーテル10内に引き入れる。バネは、血栓攪拌処理装置11を構成する管収納体22の後端に長手方向に移動可動自在な板材28とカテーテル10内部に固定して設けられた固定板30との間に設けられている。かくして、移動可動自在な板材にカテーテル10内部からの押圧力が加わると、板材28は、バネ26を圧縮する方向に移動し、管収納体22は、カテーテル10の内方から血管12内への外方に押し出される。
Further, in FIGS. 3A and 3A, the
血栓攪拌処理装置11は、管内に血栓溶解剤を吐出するための血栓溶解剤の通路32と、血栓13を吸引することができる血栓吸入通路34を備える。血栓攪拌処理装置11は、管の外周に圧電素子24を備え、圧電素子24を駆動させることで管を機械的に振動させることができる。
The thrombus stirring
また、血栓攪拌処理装置11は、機械的振動とそれに伴い発生する超音波により血液をかき混ぜることができる。この際、攪拌器の血栓溶解剤の通路32から血管内に溶解剤を注入することで、血管内部に存在する血栓13を溶かすことができる。攪拌によっても解けずに残る細かな血栓13は、血管12を流れると、小さな半径の血管12を詰まらせる原因になる。このような小さくなった血栓13は、血栓攪拌処理装置11の血栓吸入通路34内に吸引口から吸い取ることができる。
Moreover, the thrombus stirring
血栓13がカテーテル10内に吸い込みきれないほど大きい場合は、血栓13を吸引口18に吸いつけた状態で、吸い込める大きさになるまで攪拌器11aを振動させ血栓13を溶解する。その結果、血栓13は小さくなり、吸引口18から吸い込むことができるようになる。なお、注入用のパイプの直径は約0.05[mm]程度を想定している。攪拌器本体はディスポーザブルのため、感染症などの予防が可能である。
If the
血栓攪拌処理装置11の機械的振動の変化は、はりの形状を変化させ、また、圧電素子24に与える電圧印加信号のモードや波形の種類、さらには振動方向により発生させることができる。かくして、機械的振動は、超音波振動より振動の変化を大きく与えることができるため、血管12中の血栓13の大小にかかわらず、短時間に効率良く破壊して取り除くことができる。
The change in mechanical vibration of the thrombus
攪拌処理装置11は、管収納体22の外側で、攪拌器の周辺に等間隔で4個それぞれ独立して作動する圧電素子24を備える場合の血栓攪拌処理装置11の構成及びその動きの軌跡を図4及び図5に示す。圧電素子24の動きは、それぞれ(1)V1Sin(ω1t+Φ1)、(2)V2Sin(ω1t+Φ2)、(3)V3Sin(ω2t+Φ3)、(4)V4Sin(ω2t+Φ4)で示される。各圧電素子24は、周波数と振幅をそれぞれ異にする。該図において、横軸はZ軸方向の変位、縦軸はy方向の変位を示す。かくして、血栓攪拌処理装置11は、y−z平面上(はりの長手方向に垂直な平面)で楕円軌跡を描くように動作する。x−y平面で、y方向(はりの長手方向)にのみ動く、超音波を発生させる動作をする。図5において、振幅・周波数を変化することで、四角形領域内を網羅できるような様々な方向への攪拌が可能である。四角形領域だけではなく円形領域でも同様な方向への攪拌が可能である。
The
また、図6は、2本の攪拌器間に圧電素子を間挿させた場合の概略図である。圧電素子24の動作は、VSinwt、w=957.894Hzで示され、図7に示されるように、血栓攪拌処理装置11はせん断力を生じるような動きをする。
FIG. 6 is a schematic view when a piezoelectric element is inserted between two agitators. The operation of the
また、管収納体22の機械的振動の変化は、圧電素子24のインピーダンスの変化から求めることができる。すなわち、血栓13が溶けていくにつれて、血液中の赤血球や血漿蛋白質の濃度が増えることによりその粘度は高くなる。血液の粘度が高くなれば攪拌処理装置11の動作は弱くなっていく。それは血栓攪拌処理装置11の機械的インピーダンスを減少させる。機械的インピーダンスを利用して、(2)血栓13の溶解度、血栓13が溶解された血液中の粘度、血栓13の硬度・粘度、又は血管壁の付着物の硬度・粘度の少なくとも1つをインピーダンスの変化から測定することができる。
The change in mechanical vibration of the
実際にリアルタイムで計測を行いながら攪拌した場合の結果を図8に示す。該図において、横軸は周波数、縦軸はインピーダンスを示す。図中、(1)が攪拌前のインピーダンス計測結果、(2)が攪拌処理装置11による攪拌後のインピーダンス計測結果、(3)が攪拌処理装置11で攪拌後に手で攪拌した後で計測したインピーダンス計測結果である。この結果から、攪拌処理装置11の攪拌効果がわかると共に溶解度計測の有効性がわかる。
FIG. 8 shows the result of stirring while actually measuring in real time. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents impedance. In the figure, (1) is the impedance measurement result before stirring, (2) is the impedance measurement result after stirring by the stirring
インピーダンスの変化は、液体の濃度と線形関係にある。このことから、インピーダンスを用いて血液の濃度、血栓13の溶解度を推定することができる。以上の計測方法は治療中(攪拌中)において行うことが可能である。インピーダンスの変化から攪拌方法及び溶解剤注入量を制御するための制御手段を備える。なお、攪拌方法としては、超音波および機械的振動の両方を使用することができる。
The change in impedance is linearly related to the liquid concentration. From this, it is possible to estimate the blood concentration and the solubility of the
治療中随時攪拌効果を上記前記インピーダンスの変化から計測できることから、攪拌方法の適切さ、溶解剤注入量の適切さをすばやく判断できる。すなわち、患者の血液状態に応じた適切な機械的振動や適切な溶解剤注入量を選択できる、攪拌軌跡及び溶解剤注入量を制御するための制御手段を備える。 Since the stirring effect can be measured at any time during the treatment from the change in the impedance, it is possible to quickly determine the appropriateness of the stirring method and the appropriate amount of the dissolving agent injection. That is, a control means for controlling the agitation trajectory and the lysate injection amount, which can select an appropriate mechanical vibration according to the blood state of the patient and an appropriate lysate injection amount, is provided.
血栓13が完全に溶けたかどうか、すなわち治療の終了を即座に判断できる。また、血栓13が溶けていない状態で治療が終了することを防ぐことができる。その結果、高速な血栓溶解、血管12の再開通率の向上が見込め、死亡率や後遺症発生率の低減につながる。このことは医師や患者の負担軽減にも結びつく。
It can be immediately determined whether the
治療中の攪拌処理装置11は、血管12に触れないことが望ましい。これは患者の血管12の損傷、ひいては再び血栓13の形成を助長することになるからである。攪拌処理装置11が血管12などの硬い物質に触れた場合、インピーダンスの急激な変化が計測される。このことを利用して、血管12に触れないように攪拌処理装置11を調節しながら攪拌することができる。つまり負担の少ない低侵襲治療が可能となる。
It is desirable that the stirring
血管12に攪拌処理装置11が接触すると、血管12の剛性や粘性に応じて攪拌処理装置11が弾性変形する。この変形は攪拌処理装置11の機械的インピーダンスの変化を生じさせる。この変化を圧電素子24により検知することで、血管12の物理的特性を検出することができる。これにより血管12にできた腫瘍などを検出できる。
When the
血管12が再開通する際、血液の急な流れにより、はりの動きが急速に大きくなる。よって、上記と同様の計測方法を用いて血管12の再開通を検地できる。圧電素子24のインピーダンスから、血液の粘度や流れの強さなどが計測できることから、治療前、中、後において、血液の健康状態を推定できる。
When the
血栓溶解治療装置や脳等の血管中の血栓の除去用カテーテルなどに使用可能である。 It can be used for a thrombolytic treatment device, a catheter for removing a thrombus in blood vessels such as the brain, and the like.
10 カテーテル
11 血栓攪拌処理装置
11a 攪拌部材
12 血管
13 血栓
14 吐出口
16 血栓溶解剤吐出用管インピーダンス周波数攪拌前 攪拌部材による
18 吸引口
20 血栓吸引用管攪拌部材による攪拌後 手による攪拌後
22 管収納体
24 圧電素子
26 バネ
28 板材
30 固定板
32 血栓溶解剤の通路
34 血栓吸入通路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記管体は、一端が固定され、他端が自由端となっており、かつ固定端側に設けられた、
(1)被溶解部材を粉砕し、
(2)被溶解部材の溶解度、被溶解部材が溶解された溶液中の粘度、被接触物の硬度・粘度、又は付着物の硬度・粘度の少なくとも1つをインピーダンスの変化から測定する、
ための機械的振動付与手段と;
を備える攪拌処理装置。 In the longitudinal direction, provided with a discharge port for discharging the dissolving agent toward the member to be melted in order to dissolve the member to be melted, and a suction port for sucking the fine member to be melted remaining without being melted An extending tube;
The tube has one end fixed, the other end is a free end, and provided on the fixed end side,
(1) The member to be melted is crushed,
(2) Measure at least one of the solubility of the member to be dissolved, the viscosity of the solution in which the member to be dissolved is dissolved, the hardness / viscosity of the contacted object, or the hardness / viscosity of the deposit from the change in impedance.
Mechanical vibration imparting means for;
A stirring treatment apparatus comprising:
前記管体は、一端が固定され、他端が自由端となっており、かつ固定端側に設けられた、
(1)血栓を粉砕し、
(2)血栓の溶解度、血栓が溶解された血液中の粘度、血栓の硬度・粘度、又は血管壁の付着物の硬度・粘度の少なくとも1つをインピーダンスの変化から測定する、
ための機械的振動付与手段と;
を備える血栓攪拌処理装置と;
前記血栓攪拌処理装置を収納する収納体と;
前記血栓攪拌処理装置を収納体から外方に押し出し、又は外方から収納体内に引き入れるための弾性部材と;
を備えるカテーテル。 A longitudinally extending tube body comprising a discharge port for discharging a dissolving agent toward the thrombus to dissolve the thrombus, and a suction port for sucking a fine thrombus remaining undissolved; ;
The tube has one end fixed, the other end is a free end, and provided on the fixed end side,
(1) crush the thrombus,
(2) Measure at least one of the solubility of the thrombus, the viscosity in the blood in which the thrombus is dissolved, the hardness / viscosity of the thrombus, or the hardness / viscosity of the deposit on the blood vessel wall from the change in impedance.
Mechanical vibration imparting means for;
A thrombus agitation device comprising:
A housing for housing the thrombus stirring treatment device;
An elastic member for extruding the thrombus stirring treatment device outward from the storage body or drawing it into the storage body from the outside;
A catheter comprising:
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