JP2000051218A - Direct acting position moving device for ultrasonic catheter - Google Patents

Direct acting position moving device for ultrasonic catheter

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JP2000051218A
JP2000051218A JP10224807A JP22480798A JP2000051218A JP 2000051218 A JP2000051218 A JP 2000051218A JP 10224807 A JP10224807 A JP 10224807A JP 22480798 A JP22480798 A JP 22480798A JP 2000051218 A JP2000051218 A JP 2000051218A
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Japan
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linear
moving device
ultrasonic
position moving
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JP10224807A
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Japanese (ja)
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Akira Nakamura
明 中村
Itaru Okubo
到 大久保
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make obtainable a satisfactory tomographic image by controlling the straight movement of the drive shaft of an ultrasonic catheter. SOLUTION: Straight movement at the time of the tomographic image scanning with the drive shaft of the ultrasonic catheter is executed by a direct action driving module 13, which is constituted of a linear stepping motor to be easily moved at the time of manual operation. At the time of driving control, a moving element 7 and a stator element are controlled by pulse waves to provide precise positioning and moving operation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、血管および脈管内
の体腔内に挿入して、管腔断面像の表示や血流測定など
を行うために用いられる超音波カテーテルシステムに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic catheter system which is inserted into a body cavity in a blood vessel or a blood vessel and is used for displaying a sectional image of a lumen or measuring a blood flow.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波カテーテルは、主に血管狭窄部の
治療の際に、治療手段である拡張カテーテルの径を選択
したり、ステントと呼ばれる金属の管の留置を必要とす
るか、判断の一助として、狭窄部の状態を観察するのに
用いられ、また、治療後の状態の観察にも用いられてい
る。
2. Description of the Related Art An ultrasonic catheter is mainly used for treating a vascular stenosis, and it is necessary to select a diameter of a dilatation catheter as a treatment means or to determine whether it is necessary to place a metal tube called a stent. As a help, it is used to observe the condition of the stenosis, and also to observe the condition after treatment.

【0003】図12はこれら従来の超音波カテーテルの
全体構成を説明するための概略構成図である。本体装置
に接続された超音波カテーテルはスキャナー部分に内蔵
するモータに接続され、このモータによりドライブシャ
フトが駆動される。ドライブシャフト先端部には超音波
トランスデューサが備わり回転運動を行う。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram for explaining the overall configuration of these conventional ultrasonic catheters. The ultrasonic catheter connected to the main unit is connected to a motor built in the scanner unit, and the motor drives the drive shaft. An ultrasonic transducer is provided at the tip of the drive shaft to perform a rotational motion.

【0004】このような、血管等の体腔内に挿入する体
腔内挿入部の先端に装着されている超音波トランスデュ
ーサから超音波を送波し、被験体内の反射体で反射され
たエコーを同じ超音波トランスデューサで受波し、増幅
・検波等の処理を行った後に画像としてCRT等の表示
器に表示する体腔内超音波診断装置が医療用に広く用い
られている。
[0004] Ultrasonic waves are transmitted from an ultrasonic transducer mounted on the distal end of a body cavity insertion section to be inserted into a body cavity such as a blood vessel, and the echo reflected by a reflector in the subject is subjected to the same ultrasonic wave. 2. Description of the Related Art Ultrasonic diagnostic devices in a body cavity that receive a wave with a sound wave transducer, perform processing such as amplification and detection, and then display the image on a display such as a CRT are widely used for medical purposes.

【0005】このように、超音波カテーテルは、先端部
に設けられた超音波トランスデューサをドライブシャフ
トにより回転走査させることにより映像を得るものが一
般的である。超音波トランスデューサとドライブシャフ
トは高速で回転するものであるため、血管壁に接触する
と血管壁の損傷や超音波トランスデューサの破損の虞が
ある。このため従来より用いられてきた超音波カテーテ
ルは、超音波トランスデューサとドライブシャフトがカ
テーテルシースの中に回転可能に納められ、血管壁に接
触しないように構成されている。
As described above, an ultrasonic catheter generally obtains an image by rotating and scanning an ultrasonic transducer provided at a distal end portion by a drive shaft. Since the ultrasonic transducer and the drive shaft rotate at a high speed, contact with the blood vessel wall may damage the blood vessel wall or damage the ultrasonic transducer. For this reason, conventionally used ultrasonic catheters are configured such that the ultrasonic transducer and the drive shaft are rotatably accommodated in a catheter sheath and do not contact the blood vessel wall.

【0006】超音波カテーテルは、血管における超音波
トランスデューサの位置する箇所の、血管の軸と垂直な
方向の断面像を得るものである。したがって、術者は、
血管狭窄部の状態を観察するために、超音波カテーテル
を駆動させながら超音波トランスデューサの存在する先
端部が狭窄部を通過するように操作する。その際、血管
狭窄部の状態を詳しく知るために、繰り返し狭窄部を観
察しようとすると、超音波カテーテルによる血管狭窄部
の通過をその都度繰り返す必要がある。しかしながら、
狭まった血管狭窄部を通過させるにはかなりの労力を費
やすこととなるため、このような作業を繰り返すことは
術者にとって負担が大きかった。このような負担を解消
すべく、カテーテルシースを固定したまま、内部の超音
波トランスデューサとドライブシャフトのみを移動させ
る機能を持たせた超音波カテーテルが提案されている。
図13に示すのは、このような超音波カテーテルを血管
の狭窄部に挿通させている状態である。
An ultrasonic catheter obtains a cross-sectional image of a portion of a blood vessel where an ultrasonic transducer is located, in a direction perpendicular to the axis of the blood vessel. Therefore, the surgeon
In order to observe the state of the vascular stenosis, the ultrasonic catheter is driven so that the distal end where the ultrasonic transducer exists passes through the stenosis. At this time, in order to know the state of the vascular stenosis part in detail, if the stenosis part is repeatedly observed, it is necessary to repeat the passage of the ultrasonic catheter through the vascular stenosis part every time. However,
Since considerable effort is required to pass through the narrowed blood vessel stenosis, repetition of such an operation places a heavy burden on the operator. In order to eliminate such a burden, there has been proposed an ultrasonic catheter having a function of moving only an internal ultrasonic transducer and a drive shaft while a catheter sheath is fixed.
FIG. 13 shows a state in which such an ultrasonic catheter is inserted through a stenotic part of a blood vessel.

【0007】術者は、超音波カテーテルを血管狭窄部へ
持っていくと、カテーテルシースを意図した位置に固定
した状態を保持しつつドライブシャフトを引っ張って、
超音波トランスデューサを手前に移動させながら、狭窄
部を通過させて観察する。これにより術者は超音波カテ
ーテルのシースを狭窄部に繰り返し挿通させる必要がな
い。
[0007] When the operator brings the ultrasonic catheter to the vascular stenosis, the operator pulls the drive shaft while holding the catheter sheath fixed at the intended position,
Observation is performed by passing through the stenosis while moving the ultrasonic transducer to the front. This eliminates the need for the operator to repeatedly insert the sheath of the ultrasonic catheter through the stenosis.

【0008】ドライブシャフトの基端ハブに取り付ける
モータユニットを移動手段をもちいて動かす装置に関
し、従来の例としてボールネジを用いた送り機構による
装置構成の技術が特表平7−508204に記載されて
いる。超音波カテーテルの直動位置移動装置にモータと
ボールネジを用いており、自動操縦状態と手動操縦状態
の切替にクラッチ機構を用いるものである。手動操縦状
態においてはクラッチを切ってモータよりの動力伝達を
行わず、手で押し引きすることによりドライブシャフト
及びモータユニットの直線往復運動を可能にしている。
[0008] As a conventional example of a device for moving a motor unit mounted on a base end hub of a drive shaft using a moving means, a technology of a device configuration using a feed mechanism using a ball screw is described in JP-T-7-508204. . A motor and a ball screw are used for a linear movement position moving device of an ultrasonic catheter, and a clutch mechanism is used for switching between an automatic operation state and a manual operation state. In the manual operation state, the clutch is not disengaged and the power is not transmitted from the motor, but the drive shaft and the motor unit can be linearly reciprocated by pushing and pulling.

【0009】カテーテルシース内を超音波トランスデュ
ーサが前後に直線運動することで、超音波画像による狭
窄部の観察が可能となる。
[0009] The ultrasonic transducer linearly moves back and forth in the catheter sheath, so that it is possible to observe a stenosis part by an ultrasonic image.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来のモータとボール
ネジを用いた直動位置移動装置は、駆動部と駆動力伝達
機構が互いに独立しているため、小型化と高出力化の両
立が困難であり、その結果、患者の足元に大型の装置を
置いており、患者や術者にとってたいへんな負担になっ
ていた。また、ボールネジを用いた駆動力伝達機構は、
バックラッシュなどにより位置決め精度が悪く、超音波
カテーテルを用いた血管内病変部の正確な位置の把握が
困難であった。
In a conventional linear motion position moving device using a motor and a ball screw, since the driving section and the driving force transmission mechanism are independent of each other, it is difficult to achieve both miniaturization and high output. As a result, a large device is placed at the foot of the patient, which puts a great burden on the patient and the operator. In addition, the driving force transmission mechanism using a ball screw
Positioning accuracy was poor due to backlash and the like, and it was difficult to accurately grasp the position of the intravascular lesion using an ultrasonic catheter.

【0011】さらに、自動操縦と手動操縦の切り替えに
クラッチ操作を要し、超音波カテーテルの操作者(医師
等)にとって、わずらわしいものとなっていた。
Furthermore, switching between automatic operation and manual operation requires a clutch operation, which is troublesome for an operator (doctor or the like) of an ultrasonic catheter.

【0012】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであって、ドライブシヤフトの長手方向位置移
動装置にダイレクトドライブ式リニアモータを採用し、
モータ駆動部および駆動力伝達機構を一体化することに
よって、小型軽量化に伴う患者への負担軽減を達成す
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and employs a direct drive linear motor for a longitudinal position moving device of a drive shaft.
By integrating the motor drive unit and the driving force transmission mechanism, the burden on the patient can be reduced due to the reduction in size and weight.

【0013】さらに、モータへの電圧無負荷時にて手動
操作を可能にすることで、自動操作状態と手動操作状態
の切り替えに対する操作性を向上させ、モータヘの微細
な入力パルス電圧に比例した高精度な位置決めを可能と
する超音波カテーテル用直動位置移動装置の提供を目的
とする。
Further, by enabling manual operation when no voltage is applied to the motor, the operability for switching between the automatic operation state and the manual operation state is improved, and the high precision which is proportional to the minute input pulse voltage to the motor is improved. It is an object of the present invention to provide a linear movement position moving device for an ultrasonic catheter which enables accurate positioning.

【0014】さらに、体腔あるいは管腔内の観察に用い
られる超音波カテーテルにおいて、カテーテルシース内
に挿入され、直動位置移動装置と連動するように結合さ
れたドライブシャフトを自動式に長手方向位置移動する
ことで、該ドライブシャフト遠位端に位置する超音波ト
ランスデューサによる超音波スキャンの間、体腔あるい
は管腔内の軸方向に間隔を空けた包囲組織体における3
60°のデータースライスを任意の位置まで走査的に得
ることを目的とする。
Further, in an ultrasonic catheter used for observing a body cavity or a lumen, a drive shaft inserted into a catheter sheath and coupled so as to cooperate with a linear movement position moving device is automatically moved longitudinally. By doing so, during an ultrasound scan by an ultrasound transducer located at the distal end of the drive shaft, 3 in the axially spaced surrounding tissue body within the body cavity or lumen.
It is intended to obtain a data slice of 60 ° in a scanning manner to an arbitrary position.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、体腔あるいは管腔内に挿入されるカテー
テルシースと、前記カテーテルシース内に挿入されて基
端側から先端側まで機械的駆動力を伝達するドライブシ
ャフトと、前記ドライブシャフトの先端側に固定された
超音波トランスデューサとを備えた超音波カテーテルの
ための直動位置移動装置であって、前記直動位置移動装
置は、長手方向に延びた固定子と、前記ドライブシャフ
トを長手方向に移動させるための稼働子とを備え、前記
固定子と前記稼動子がリニアモータを構成することを特
徴とする超音波カテーテル用直動位置移動装置をもって
解決手段とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a catheter sheath inserted into a body cavity or a lumen, and a mechanical device inserted into the catheter sheath from a proximal end to a distal end. A drive shaft that transmits a dynamic driving force, and a linear motion position moving device for an ultrasonic catheter having an ultrasonic transducer fixed to the distal end side of the drive shaft, wherein the linear motion position moving device is: A linear actuator for an ultrasonic catheter, comprising: a stator extending in a longitudinal direction; and an operating element for moving the drive shaft in the longitudinal direction, wherein the stator and the operating element constitute a linear motor. The position moving device is the solution.

【0016】このようにすれば、超音波カテーテルのド
ライブシャフトを回転制御しつつ、超音波断層像を得る
ことができる。ドライブシャフトを回転させながら長手
方向に移動可能なので意図した位置での断層像が得ら
れ、また本体装置の信号処理により立体情報をも得るこ
とができる。
In this way, it is possible to obtain an ultrasonic tomographic image while controlling the rotation of the drive shaft of the ultrasonic catheter. Since it is possible to move in the longitudinal direction while rotating the drive shaft, a tomographic image at an intended position can be obtained, and three-dimensional information can also be obtained by signal processing of the main unit.

【0017】また、このようにすれば、機械的な接触に
頼る送り機構がいらないので、手動操作において軽い力
で直接直動操作を行うことができる。また、ギヤ機構な
どを必要としないので位置決め精度が向上し、直動動作
が滑らかになる。
Further, according to this configuration, since there is no need for a feed mechanism relying on mechanical contact, direct operation can be performed directly with a small force in manual operation. In addition, since no gear mechanism is required, the positioning accuracy is improved, and the linear motion is smooth.

【0018】また、前記稼動子が、前記ドライブシャフ
トの端部又は該端部と結合された部材を連結するための
連結部を有することを特徴とする請求項1記載の超音波
カテーテル用直動位置移動装置をもって解決手段とす
る。
The linear motion for an ultrasonic catheter according to claim 1, wherein the operating element has a connecting portion for connecting an end portion of the drive shaft or a member connected to the end portion. The position moving device is the solution.

【0019】また、前記直動位置移動装置が前記カテー
テルシースの基端部を固定する固定部をさらに有するこ
とを特徴とする請求項1または2記載の超音波カテーテ
ル用直動位置移動装置をもって解決手段とする。
3. The apparatus according to claim 1, wherein said linear position moving device further comprises a fixing portion for fixing a proximal end of said catheter sheath. Means.

【0020】また、前記連結部と、前記ダイレクトドラ
イブ式リニアモータとの間に電気的な遮蔽を行うシール
ド板を備えていることを特徴とする請求項1〜3記載の
超音波カテーテル用直動位置移動装置をもって解決手段
とする。
A linear motion for an ultrasonic catheter according to any one of claims 1 to 3, further comprising a shield plate for electrically shielding between said connecting portion and said direct drive type linear motor. The position moving device is the solution.

【0021】このようにすれば、ダイレクトドライブ式
リニアモータの駆動信号などに起因したノイズが発生し
た場合において、効果的に電気的な遮蔽効果を得ること
ができ良好な超音波断層像が得られる。
In this way, when noise is generated due to the drive signal of the direct drive type linear motor or the like, an electric shielding effect can be effectively obtained, and a good ultrasonic tomographic image can be obtained. .

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】図面を参照しながら本発明の実施
の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明の超音波カテーテル用直動
位置移動装置の実施の形態を示す全体側面図である。図
2は、図1に示した超音波カテーテルの先端断面図であ
る。図3は、図lに示す超音波カテーテル用直動位置移
動装置の直動駆動モジュール拡大図である。
FIG. 1 is an overall side view showing an embodiment of a linear movement position moving device for an ultrasonic catheter according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the distal end of the ultrasonic catheter shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a linear drive module of the linear position moving device for an ultrasonic catheter shown in FIG.

【0024】本発明の超音波カテーテル用直動位置移動
装置1は、体腔内に挿入されるカテーテルシース3と、
シース3内に挿入され遠位端に配置される超音波トラン
スデューサ4とを有しており、さらに基端側から先端側
まで機械的駆動力を伝達するドライブシャフト5を備え
た、超音波カテーテル2のための直動位置移動装置であ
る。
The linear movement position moving device 1 for an ultrasonic catheter according to the present invention comprises a catheter sheath 3 inserted into a body cavity,
An ultrasonic catheter 4 having an ultrasonic transducer 4 inserted into a sheath 3 and disposed at a distal end, and further having a drive shaft 5 for transmitting mechanical driving force from a proximal end to a distal end. For linear movement position.

【0025】超音波カテーテル2は、駆動部材であるド
ライブシャフト回転ユニット6に接続され、これにより
超音波トランスデューサ4の回転駆動がなされる。ドラ
イブシャフト回転ユニット6との接続は、超音波カテー
テル2の基端部に設けられたドライブシャフトコネクタ
9によってなされる。
The ultrasonic catheter 2 is connected to a drive shaft rotating unit 6 which is a driving member, whereby the ultrasonic transducer 4 is driven to rotate. The connection with the drive shaft rotation unit 6 is made by a drive shaft connector 9 provided at the base end of the ultrasonic catheter 2.

【0026】直動位置移動装置1は、ドライブシャフト
5の基端を一体的に摺動させるため、ドライブシヤフト
5に接続されたドライブシヤフト回転ユニット6に連結
する連結部71を有し、離れた位置間でドライブシャフ
ト5の長手方向の移動を行う稼動子7と、および稼動子
7に接して稼動子7の長手方向への移動を行い、それに
応じてドライブシヤフト5の長手方向の移動を行うため
の固定子8と、超音波カテーテル2のシース3の基部の
外筒ハブ17を固定接続する固定接続モジュール10
と、固定子8および固定接続モジュール10とを一体化
するように設置された筐体23と、を備える。
The linear position moving device 1 has a connecting portion 71 connected to the drive shaft rotating unit 6 connected to the drive shaft 5 in order to slide the base end of the drive shaft 5 integrally. The operator 7 that moves the drive shaft 5 in the longitudinal direction between the positions, and the operator 7 moves in the longitudinal direction in contact with the operator 7, and the drive shaft 5 moves in the longitudinal direction accordingly. Connection module 10 for fixedly connecting a stator 8 for mounting and an outer cylindrical hub 17 at the base of the sheath 3 of the ultrasonic catheter 2
And a housing 23 installed so as to integrate the stator 8 and the fixed connection module 10 with each other.

【0027】図4は、図3に示す超音波カテーテル用直
動位置移動装置の直動駆動モジュール13において、稼
動子7をA方向から矢視した図である。
FIG. 4 is a view of the linear motion drive module 13 of the linear position moving device for an ultrasonic catheter shown in FIG.

【0028】図5は、図3に示す超音波カテーテル用直
動位置移動装置の直動駆動モジュール13において、固
定子8をB方向から矢視した図である。
FIG. 5 is a view of the linear drive module 13 of the linear position moving device for an ultrasonic catheter shown in FIG.

【0029】稼動子7と、固定子8は、ダイレクトドラ
イブ式リニアステッピングモータを構成し、ドライブシ
ャフト5の長手方向の移動を行うための駆動源となる。
稼動子7は、本体に4つの車輪11を有し、本体の中央
部にはたとえば4本の帯状の電磁コイル14を備え、本
体の前後両端部には、たとえば各5本の帯状の永久磁石
15を備える。永久磁石15は、SとNが交互になり、
かつその幅と同一の空間(ピッチ)を空けて配置され
る。固定子8は、S,Nが交互に配列された永久磁石群
16と、その周囲に設けられ、稼動子7の車輪11を案
内する案内レール12を備える。永久磁石群16は、稼
動子7の永久磁石15と同じ幅とピッチで並べられる。
また、稼動子7の電磁コイル14は、永久磁石15と同
じ幅で、ピッチは約半分になるように配列される。
The operating element 7 and the stator 8 constitute a direct drive type linear stepping motor, and serve as a driving source for moving the drive shaft 5 in the longitudinal direction.
The armature 7 has four wheels 11 in the main body, and has, for example, four band-shaped electromagnetic coils 14 in the center of the main body, and has, for example, five band-shaped permanent magnets at each of the front and rear ends of the main body. 15 is provided. As for the permanent magnet 15, S and N alternate,
In addition, they are arranged with the same space (pitch) as their width. The stator 8 includes a permanent magnet group 16 in which S and N are alternately arranged, and a guide rail 12 provided around the permanent magnet group 16 and guiding the wheels 11 of the operator 7. The permanent magnet group 16 is arranged with the same width and pitch as the permanent magnets 15 of the armature 7.
In addition, the electromagnetic coils 14 of the actuator 7 are arranged so that they have the same width as the permanent magnets 15 and the pitch is about half.

【0030】電磁コイル14は、永久磁石群16とで4
相ステッピングモータを構成し、制御装置24からのP
WM制御によるパルス電圧の送信により、1−2相励磁
され、SおよびNの磁力を発生する。これにより、稼動
子7は永久磁石群16との吸引および反発力を発生し、
固定子8上を移動する。電磁コイル14への通電は、図
示しない送信ケーブル線を介して行っても良いが、固定
子8の左右の案内レール12から車輪11を介して行う
ことにより、移動の妨げになるケーブル線を無くすよう
構成することもできる。
The electromagnetic coil 14 is connected to the permanent magnet group 16 by four
A phase stepping motor is constructed, and P
By transmitting the pulse voltage by the WM control, 1-2 phase excitation is performed to generate S and N magnetic forces. As a result, the actuator 7 generates an attraction and a repulsive force with the permanent magnet group 16,
It moves on the stator 8. The energization of the electromagnetic coil 14 may be performed via a transmission cable line (not shown). However, by performing the energization via the wheels 11 from the left and right guide rails 12 of the stator 8, the cable line that hinders movement is eliminated. It can also be configured as follows.

【0031】なお、永久磁石15は、同ピッチで配列さ
れた永久磁石群16と相互作用することにより、稼動子
7の固定子上での移動安定性をもたらす。
The permanent magnet 15 interacts with the group of permanent magnets 16 arranged at the same pitch, thereby providing the moving stability of the armature 7 on the stator.

【0032】図6は、超音波カテーテル2の基端部の構
造を示す拡大図である。ドライブシャフトコネクタ9
は、内筒チューブ18、インジェクションコネクタ1
9、ジョイント20から構成され、外筒ハブ17はカテ
ーテルシース3の基部に固定されている。ジョイント2
0は、ドライブシャフト5の基端部にインジェクション
コネクタ19と相対的に回転可能に接続され、ドライブ
シャフト回転ユニット6に連結可能な構造となってい
る。また、外筒ハブ17と内筒チューブ18の間には、
シール材であるOリング21が用いられ、ドライブシャ
フトコネクタ9内部の気密性が高められている。
FIG. 6 is an enlarged view showing the structure of the proximal end of the ultrasonic catheter 2. Drive shaft connector 9
Is the inner tube 18, the injection connector 1
9, a joint 20, and the outer cylinder hub 17 is fixed to the base of the catheter sheath 3. Joint 2
Numeral 0 is connected to the base end of the drive shaft 5 so as to be rotatable relative to the injection connector 19, and has a structure connectable to the drive shaft rotation unit 6. Further, between the outer tube hub 17 and the inner tube 18,
An O-ring 21 serving as a sealing material is used to improve the airtightness inside the drive shaft connector 9.

【0033】図7は、固定接続モジュール10の拡大図
であり、(a)、(b)はそれぞれ正面図、側面図であ
る。固定接続モジュール10には、接続アーム22が備
えられ、接続アーム22を用いて外筒ハブ17を挟むよ
うにして固定している。
FIGS. 7A and 7B are enlarged views of the fixed connection module 10, and FIGS. 7A and 7B are a front view and a side view, respectively. The fixed connection module 10 is provided with a connection arm 22, and is fixed using the connection arm 22 so as to sandwich the outer cylindrical hub 17.

【0034】図8は、図1に示す超音波カテーテル用直
動位置移動装置の筐体23に設置された制御装置24の
拡大図であり、リニアステッピングモータの操作を掌る
ための速度選択用ダイヤルスイッチ25と、モータ操作
用ダイヤルスイッチ26を備えている。さらに、制御装
置24内には電磁コイル14にパルス電圧を送信するた
めの電子回路が組み込まれている。速度選択用ダイヤル
スイッチ25およびモータ操作用ダイヤルスイッチ26
による操作に比例した入力パルス電圧が直動駆動モジュ
ール13における稼動子7の電磁コイル14に割り当て
られるようになっている。
FIG. 8 is an enlarged view of the control device 24 installed in the housing 23 of the linear position moving device for an ultrasonic catheter shown in FIG. 1 for speed selection for controlling the operation of the linear stepping motor. A dial switch 25 and a motor operation dial switch 26 are provided. Further, an electronic circuit for transmitting a pulse voltage to the electromagnetic coil 14 is incorporated in the control device 24. Dial switch 25 for speed selection and dial switch 26 for motor operation
Is assigned to the electromagnetic coil 14 of the actuator 7 in the linear drive module 13.

【0035】次に、本発明の操作方法と作用について説
明する。
Next, the operation method and operation of the present invention will be described.

【0036】超音波カテーテル2の外筒ハブ17を固定
接続モジュール10に接続し、また、ドライブシャフト
コネクタ9のジョイント20を、ドライブシャフト回転
ユニット6に接続した後、ドライブシャフト回転ユニッ
ト6を稼動子7の連結部71に固定する。
After connecting the outer tube hub 17 of the ultrasonic catheter 2 to the fixed connection module 10 and connecting the joint 20 of the drive shaft connector 9 to the drive shaft rotation unit 6, the drive shaft rotation unit 6 is connected to the operating element. 7 to the connecting portion 71.

【0037】超音波カテーテル2の先端を体腔および管
腔内の任意の位置にて留置し、ドライブシャフト回転ユ
ニット6の電源スイッチを入れることで、ドライブシャ
フト5および超音波トランスデューサ4を回転させ、超
音波スキャンを開始する。
The distal end of the ultrasonic catheter 2 is placed at an arbitrary position in the body cavity and the lumen, and the power switch of the drive shaft rotating unit 6 is turned on. Start sonic scan.

【0038】次に、速度選択用ダイヤルスイッチ25に
より、所望の速度を選択し、さらに、モータ一操作用ダ
イヤルスイッチ26をSTARTに入れることにより、
超音波トランスデューサ一4およびドライブシャフト5
を長手方向における任意の位置まで自動式に移動し、こ
れにより、体腔あるいは管腔内の軸方向に間隔を空けた
包囲組織体における360°のデータースライスを任意
の位置まで走査的に得ることができる。
Next, a desired speed is selected by the speed selection dial switch 25, and further, the motor-one operation dial switch 26 is set to START.
Ultrasonic transducer 14 and drive shaft 5
Can be automatically moved to any position in the longitudinal direction, thereby obtaining a 360 ° data slice in an axially spaced surrounding tissue in a body cavity or lumen to any position in a scanning manner. it can.

【0039】また、この時、モータ操作用ダイヤルスイ
ッチ26をSTOPに合わせれば、ドライブシャフト回
転ユニット6の手動式による移動が可能になり、超音波
トランスデューサ4およびドライブシャフト5を、任意
の位置にまで戻すことができる。そして、モータ操作用
ダイヤルスイッチ26を再びSTARTにすれば、一度
走査した体腔あるいは管腔内を再び診断することができ
る。
At this time, if the motor operation dial switch 26 is set to STOP, the drive shaft rotating unit 6 can be moved manually, and the ultrasonic transducer 4 and the drive shaft 5 can be moved to arbitrary positions. You can go back. Then, if the motor operation dial switch 26 is set to START again, the inside of the body cavity or lumen once scanned can be diagnosed again.

【0040】さらに、モータ操作用ダイヤルスイッチ2
6をREADYに合わせれば、超音波トランスデューサ
4およびドライブシャフト5を任意の位置にて固定保持
させることができ、任意の箇所について詳しく診断を行
うことができる。
Further, the motor operation dial switch 2
If 6 is set to READY, the ultrasonic transducer 4 and the drive shaft 5 can be fixedly held at an arbitrary position, and a detailed diagnosis can be made at an arbitrary position.

【0041】図9は、本発明に係る超音波カテーテル用
直動位置移動装置の直動駆動モジュール13の断面構造
を示す概略図である。直動位置移動装置の筐体23の上
面に備わる固定子8は稼動子7との間でリニアステッピ
ングモータを形成しており、直動駆動のための動力が発
生する。稼動子7には、直線運動を円滑に行うための車
輪11が備わり、レール12の上を摺動する。これらの
構成により、稼動子7は直線運動行い、この稼動子7に
設けられた連結部71によって固定されたドライブシャ
フト回転ユニット6の直動位置移動が行われる。
FIG. 9 is a schematic view showing a cross-sectional structure of the linear drive module 13 of the linear position moving device for an ultrasonic catheter according to the present invention. The stator 8 provided on the upper surface of the housing 23 of the linear position moving device forms a linear stepping motor with the movable element 7, and generates power for linear driving. The actuator 7 is provided with wheels 11 for smoothly performing a linear motion, and slides on rails 12. With these configurations, the operating element 7 performs a linear motion, and the linear movement position of the drive shaft rotation unit 6 fixed by the connecting portion 71 provided on the operating element 7 is performed.

【0042】また、稼動子7の内部にはシールド板31
が設けられている。シールド板31を設けることにより
リニアステッピングモータにて発生する電気的なノイズ
がドライブシャフト回転ユニット6へ飛び込み、超音波
断層像に影響を及ぼすのを防止することができる。シー
ルド板31は非透磁性材料にて製作されることでより効
果的な効果が得られ、また電位を下げるために接地を施
すことでより一層の効果が得られる。
The inside of the operator 7 has a shield plate 31.
Is provided. By providing the shield plate 31, it is possible to prevent electric noise generated by the linear stepping motor from jumping into the drive shaft rotation unit 6 and affecting the ultrasonic tomographic image. When the shield plate 31 is made of a non-magnetically permeable material, a more effective effect can be obtained, and when the ground is applied to lower the potential, a further effect can be obtained.

【0043】図10は、本発明に係る超音波カテーテル
用直動位置移動装置の制御ブロック図である。このブロ
ック図に示された超音波カテーテル用直動位置移動装置
のシステムは大別して画像形成部分、ドライブシャフト
回転制御部分、直動位置移動制御部分の3つの部分より
成り立っている。
FIG. 10 is a control block diagram of the linear position moving device for an ultrasonic catheter according to the present invention. The system of the linear position moving device for an ultrasonic catheter shown in this block diagram is roughly composed of three parts: an image forming part, a drive shaft rotation control part, and a linear position move control part.

【0044】このうち直動位置移動制御部分は稼動子7
の位置制御を行う手段としてPWM制御による位置決め
を行っている。パルス発生回路にて生成されるパルス数
に応じたリニアステッピングモータの駆動が行われ、こ
の駆動による位置決め精度は固定子8と稼動子7の備え
る永久磁石および稼動子7の備えるコイルの歯ピッチに
よって決定される。
The direct-movement-position movement control part is the operator 7
Positioning by PWM control is performed as means for controlling the position. The linear stepping motor is driven in accordance with the number of pulses generated by the pulse generation circuit, and the positioning accuracy by this drive depends on the tooth pitch of the permanent magnets provided in the stator 8 and the operator 7 and the coil pitch provided in the operator 7. It is determined.

【0045】リニアステッピングモータの動作が意図し
ない挙動を示したときの対応策として、直動方向へのオ
ーバーランや稼動子7と固定子8の離脱などに対して機
構的な安全策である機械的な停止構造(ストッパ)を設
けている(図示しない)。このため誤動作などに対して
有効に防止することができる。
As a countermeasure when the operation of the linear stepping motor shows an unintended behavior, a machine which is a mechanical safety measure against overrun in the linear motion direction and detachment of the operator 7 and the stator 8 and the like. A typical stop structure (stopper) is provided (not shown). For this reason, malfunction can be effectively prevented.

【0046】また、稼動子7の突発的な移動速度の急上
昇が発生した場合の対策として、リミッタ回路が設けら
れている。稼動子7の突発的な移動速度の急上昇の原因
としてはパルス発生回路の故障などによる発生パルス数
の急上昇が考えられ、これにより稼動子7の速度が急上
昇する。このような原因による誤動作を防止するために
パルス発生回路からリニアステッピングモータへ向かう
経路の途中にリミッタ回路を設けている。
Further, a limiter circuit is provided as a countermeasure in case of a sudden increase in the moving speed of the operator 7 suddenly. The sudden increase in the moving speed of the movable element 7 may be caused by a sudden increase in the number of generated pulses due to a failure of the pulse generation circuit, and the speed of the movable element 7 is rapidly increased. In order to prevent malfunction due to such a cause, a limiter circuit is provided in the middle of the path from the pulse generation circuit to the linear stepping motor.

【0047】図11は、パルス発生回路の出力と正常時
および異常時のそれぞれのリミッタ回路出力を示してい
る。何等かの不具合によりパルス発生回路からのパルス
数が急上昇し、ある一定以上の発生数を越えた場合に、
リミッタ回路からの出力はパルス波の体を示さなくなる
(0Hz)。リミッタ回路は入力されるパルス波に比べ
予め設定された時間長で信号ONの時間を延長して出力
するようになっており、入力されるパルス数が増加する
ことにより隣り合うパルス波同士の間隔(信号OFF時
間)が狭まり、やがて連続するON信号となる。この連
続するON信号ではリニアステッピングモータが駆動さ
れず、効果的に停止させることができ、突発的な稼動子
7の速度の急上昇を防止することができる。
FIG. 11 shows the output of the pulse generation circuit and the output of the limiter circuit in normal and abnormal times. If the number of pulses from the pulse generation circuit suddenly rises due to some problem and exceeds a certain number or more,
The output from the limiter circuit no longer shows the body of the pulse wave (0 Hz). The limiter circuit outputs the signal ON time by extending the signal ON time by a preset time length compared to the input pulse wave, and the interval between adjacent pulse waves is increased by increasing the number of input pulses. (Signal OFF time) becomes narrow, and the signal becomes a continuous ON signal. With this continuous ON signal, the linear stepping motor is not driven and can be effectively stopped, thereby preventing a sudden increase in the speed of the operator 7.

【0048】なお、以上説明した実施の形態は、本発明
の理解を容易にするために記載されたものであって、本
発明を限定するために記載されたものではない。したが
って、上記実施の形態に開示された各要素は、本発明の
技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣
旨である。
The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の超音波カテーテル用直動位置移
動装置によれば、超音波トランスデューサおよびドライ
ブシャフトの自動式および手動式による移動、さらに任
意の位置における固定保持の操作を複雑な機構を用いず
に、ひとつのモータ操作スイッチで行える。
According to the linear position moving device for an ultrasonic catheter of the present invention, a complicated mechanism is required for the automatic and manual movement of the ultrasonic transducer and the drive shaft, and for the operation of fixing and holding at an arbitrary position. It can be done with one motor operation switch without using it.

【0050】また、非常に小型軽量かつ操作性に優れ、
さらに、リニアモータへ微細な入力パルス電圧を与える
ことにより、高精度な位置決めを行うことができるた
め、超音波カテーテルの操作者(医師等)の不快感や疲
労を減少するだけでなく、血管内部の正確な超音波断層
像を得ることができる。
Also, it is very small, lightweight and excellent in operability.
Furthermore, by applying a minute input pulse voltage to the linear motor, high-precision positioning can be performed, which not only reduces the discomfort and fatigue of the operator (doctor, etc.) of the ultrasonic catheter, but also reduces the inside of the blood vessel. , An accurate ultrasonic tomographic image can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る体腔内超音波診断装置の実施の
形態の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a body cavity ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【図2】 本発明に係る体腔内超音波診断装置に係る超
音波カテーテルの先端部の概略構成図である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a distal end portion of an ultrasonic catheter according to the intracavity ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【図3】 本発明に係る体腔内超音波診断装置の実施の
形態の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an in-body-cavity ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.

【図4】 図4は、図3に示す超音波カテーテル用直動
位置移動装置の直動駆動モジュール13において、稼動
子7をA方向から矢視した図である。
4 is a view of the linear motion drive module 13 of the linear motion position moving device for an ultrasonic catheter shown in FIG.

【図5】 図5は、図3に示す超音波カテーテル用直動
位置移動装置の直動駆動モジュール13において、固定
子8をB方向から矢視した図である。
FIG. 5 is a view of the linear driving module 13 of the linear moving position moving device for an ultrasonic catheter shown in FIG.

【図6】 図6は、ドライブシャフトコネクタの拡大図
である。
FIG. 6 is an enlarged view of a drive shaft connector.

【図7】 図7は、固定接続モジュールの拡大図であ
り、(a)、(b)はそれぞれ正面図、側面図である。
FIG. 7 is an enlarged view of the fixed connection module, and (a) and (b) are a front view and a side view, respectively.

【図8】 図8は、図1に示す超音波カテーテル用直動
位置移動装置の筐体に設置された制御装置の拡大図であ
る。
FIG. 8 is an enlarged view of a control device installed in a housing of the linear movement position moving device for an ultrasonic catheter shown in FIG. 1;

【図9】 図9は、本発明に係る超音波カテーテル用直
動位置移動装置の直動駆動モジュールの断面構造を示す
概略図である。
FIG. 9 is a schematic view showing a cross-sectional structure of a linear drive module of the linear position moving device for an ultrasonic catheter according to the present invention.

【図10】 図10は、本発明に係る超音波カテーテル
用直動位置移動装置の制御ブロック図である。
FIG. 10 is a control block diagram of a linear position moving device for an ultrasonic catheter according to the present invention.

【図11】 図11は、パルス発生回路の出力と正常時
および異常時のそれぞれのリミッタ回路出力を示してい
る。
FIG. 11 shows the output of the pulse generation circuit and the output of the limiter circuit in a normal state and in an abnormal state.

【図12】 図12は従来の超音波カテーテルの全体構
成を説明するための概略構成図である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram for explaining the overall configuration of a conventional ultrasonic catheter.

【図13】 図13に示すのは、超音波カテーテルを血
管の狭窄部に挿通させている状態である。
FIG. 13 shows a state in which the ultrasonic catheter is inserted through a stenotic part of a blood vessel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…カテーテルシース 4…超音波振動子 6…ドライブシャフト回転ユニット 7…稼動子 8…固定子 10…固定接続モジュール 11…車輪 13…直動駆動モジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Catheter sheath 4 ... Ultrasonic transducer 6 ... Drive shaft rotation unit 7 ... Operator 8 ... Stator 10 ... Fixed connection module 11 ... Wheel 13 ... Linear drive module

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4C061 AA22 BB08 CC00 DD00 GG15 GG22 NN05 WW16 4C301 AA02 BB28 BB30 BB34 CC01 DD01 EE11 EE13 EE16 EE19 FF09 GA04 GA15 GA16 HH01 JA11 JA19 LL17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4C061 AA22 BB08 CC00 DD00 GG15 GG22 NN05 WW16 4C301 AA02 BB28 BB30 BB34 CC01 DD01 EE11 EE13 EE16 EE19 FF09 GA04 GA15 GA16 HH01 JA11 JA19 LL17

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 体腔あるいは管腔内に挿入されるカテー
テルシースと、前記カテーテルシース内に挿入されて基
端側から先端側まで機械的駆動力を伝達するドライブシ
ャフトと、前記ドライブシャフトの先端側に固定された
超音波トランスデューサとを備えた超音波カテーテルの
ための直動位置移動装置であって、 前記直動位置移動装置は、長手方向に延びた固定子と、
前記ドライブシャフトを長手方向に移動させるための稼
働子とを備え、前記固定子と前記稼動子がリニアモータ
を構成することを特徴とする超音波カテーテル用直動位
置移動装置。
1. A catheter sheath inserted into a body cavity or a lumen, a drive shaft inserted into the catheter sheath to transmit a mechanical driving force from a proximal end to a distal end, and a distal end of the drive shaft. A linear position moving device for an ultrasonic catheter having an ultrasonic transducer fixed to the linear moving position moving device, wherein the linear moving position moving device includes a stator extending in a longitudinal direction,
An actuator for moving the drive shaft in the longitudinal direction, wherein the stator and the actuator constitute a linear motor.
【請求項2】 前記稼動子が、前記ドライブシャフトの
端部又は該端部と結合された部材を連結するための連結
部を有することを特徴とする請求項1記載の超音波カテ
ーテル用直動位置移動装置。
2. The linear motion for an ultrasonic catheter according to claim 1, wherein the actuator has a connecting portion for connecting an end of the drive shaft or a member connected to the end. Position moving device.
【請求項3】 前記直動位置移動装置が前記カテーテル
シースの基端部を固定する固定部をさらに有することを
特徴とする請求項1または2記載の超音波カテーテル用
直動位置移動装置。
3. The linear motion position moving device for an ultrasonic catheter according to claim 1, wherein the linear motion position moving device further includes a fixing portion for fixing a proximal end portion of the catheter sheath.
【請求項4】 前記連結部と、前記ダイレクトドライブ
式リニアモータとの間に電気的な遮蔽を行うシールド板
を備えていることを特徴とする請求項1〜3記載の超音
波カテーテル用直動位置移動装置。
4. A linear motion for an ultrasonic catheter according to claim 1, further comprising a shield plate for electrically shielding between said connecting portion and said direct drive type linear motor. Position moving device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007307375A (en) * 2006-05-17 2007-11-29 Ethicon Endo Surgery Inc Medical instrument having catheter and catheter accessory device and its using method
JP2012521852A (en) * 2009-03-31 2012-09-20 ボストン サイエンティフィック サイムド,インコーポレイテッド System and method for creating and using an intravascular imaging system having multiple pullback rates
US9138250B2 (en) 2006-04-24 2015-09-22 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Medical instrument handle and medical instrument having a handle
CN104939797A (en) * 2015-07-16 2015-09-30 广东永士达医疗科技有限公司 Telescopically adjusted endoscope device

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