JP2000233027A - 能動細管及びその製造方法 - Google Patents

能動細管及びその製造方法

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JP2000233027A JP11273317A JP27331799A JP2000233027A JP 2000233027 A JP2000233027 A JP 2000233027A JP 11273317 A JP11273317 A JP 11273317A JP 27331799 A JP27331799 A JP 27331799A JP 2000233027 A JP2000233027 A JP 2000233027A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単純な構造で、ねじれ回転運動機構、伸縮運
動機構、屈曲運動機構及び硬さ調節機構を有し、細径化
が容易にできるとともに多数かつ柔軟な配線を搭載可能
な能動細管及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｊ字形状の曲がった部分に設けられた屈
曲運動機構部Ａと、この屈曲運動機構部Ａと連結してＪ
字形状の曲がりの根本付近に設けられたねじれ回転運動
機構部Ｂと、このねじれ回転運動機構部Ｂと連結してＪ
字形状の直線部分に設けられた伸縮運動機構部Ｃと、こ
の伸縮運動機構部Ｃ連結して設けられた硬度調節機構部
Ｄと、これら機構部Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの内側に隙間を設
けて挿通された内側チューブ３とを備え、全体を薄肉シ
リコンチューブなどの外側チューブ４で覆ったものであ
り、内側チューブ３はワーキングチャンネルと呼ばれ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロマシン
分野に利用し、複雑な機械や配管に入り込んで検査やメ
ンテナンスなどを行い、さらに能動カテーテル又は能動
ガイドワイヤーとして人体の血管や器官等に入り込んで
診断又は治療などに利用する能動細管に関する。さら
に、複数の組み合わせにより多関節、多足等のロボット
又は精巧な玩具などに利用し得る能動細管に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、駆動用ワイヤを用いた能動内視鏡
が大腸などの診断用に用いられるようになってきてお
り、通電加熱により伸縮する形状記憶合金（以下、「Ｓ
ＭＡ」という）をアクチュエータとして利用した能動カ
テーテルの開発が行われている。さらに、マイクロマシ
ニング技術の発達に伴い、医療用カテーテルに実装可能
なさまざまなマイクロセンサやマイクロ能動機構が開発
されてきている。
【０００３】例えば特願平１０−１１５２８号公報に示
す例では、ライナーコイルを例えば３本の形状記憶合金
製アクチュエータの外側に配設した外骨格型の能動カテ
ーテルが提案され、各形状記憶合金製アクチュエータに
通電することにより能動カテーテルを屈曲運動させてい
る。
【０００４】また能動カテーテルの伸縮機構について、
大気圧を用いたバルーンの膨張及び収縮を利用した直径
１ｃｍ程度の管内走行装置が提案され、大腸内視鏡誘導
装置や都市ガス導管の管内検査用誘導装置などが試作さ
れている（「マイクロメカニズムの世界」、日本音響学
会誌４９巻８号、１９９３年、林 輝ら）。さらに、側
面に多数のバルーンを配置した伸縮機構が提案されてい
るが、これはバルーンを膨張させ血管内壁へ押しつける
動作と長軸方向の伸縮動作の繰り返しにより血管内を進
行するものである（「Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ ｍｉ
ｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ」、Ｍ
ｉｎｉｍａｌｌｙ Ｉｎｖａｓｉｖｅ Ｔｈｅｒａｐｙ
＆ Ａｌｌｉｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、４：２６
７−２７５、１９９５年、Ａ．Ｅ．Ｇｕｖｅｒら）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
提案における能動カテーテル等では屈曲及び伸縮運動が
未だ十分でなく、運動の自由度が狭い。さらに多くの機
能を１本のカテーテルに搭載しようとしても、限られた
外径と十分に広い内腔が必要という制限のため、搭載で
きる配線数に限界がある。
【０００６】また例えば手動のカテーテル操作において
血管などの分岐部を選択するには、先端部がＪ字形状の
ように曲がったガイドワイヤーやカテーテルを挿入し、
手元からトルク（ねじれ力）を先端部に伝えて回転させ
ることが一般に行われているが、途中にループや複雑な
走行があるとトルクが先端部にうまく伝わらず、精密な
回転ができなくなる。
【０００７】さらに先端を目的位置へ挿入するために手
元からカテーテルやガイドワイヤーを押し進める際、途
中にループや複雑な走行があると、カテーテル等に撓み
が生じるために手元で押し進めた長さと先端部の移動に
ずれが生じ、精密な先端位置決めができない。因みに、
これをプッシャビリティーの低下という。
【０００８】逆に引き戻す場合には比較的正確な位置決
めができるが、この操作を行うためにはカテーテルやガ
イドワイヤーをいったん目的部位を越えて押し進めなけ
ればならず、カテーテルやガイドワイヤーが硬ければト
ルク伝達性やプッシャビリティーは向上するが穿孔の危
険性が高くなり、逆に柔らかすぎると屈曲のため、いく
ら押しても先へ進まなくなる。
【０００９】そこで、この発明は以上の点にかんがみ、
単純な構造で、ねじれ回転運動機構、伸縮運動機構、屈
曲運動機構及び硬さ調節機構を有し、細径化が容易にで
きるとともに、多数かつ柔軟な配線を搭載可能な能動細
管及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の能動細管のうち請求項１記載の発明は、ね
じれ回転運動機構部を備えるものである。また、請求項
２記載の発明は、形状記憶状態自然の長さを変えた形状
記憶合金製アクチュエータを弾性変形可能な外骨格の内
側で同心にて固定した伸縮運動機構部を備える。また請
求項３記載の発明は、硬度調節機構部を備える。さらに
請求項４記載の発明は、上記構成に加え、弾性変形可能
な外骨格の内側に形状記憶合金製アクチュエータを配設
した屈曲運動機構部を備えることを特徴とする。また、
請求項５記載の発明は、弾性変形可能な外骨格を有する
屈曲運動機構部と、ねじれ回転運動機構部と、伸縮運動
機構部と、硬度調節機構部とを備えるものである。さら
に請求項６記載の発明は、屈曲運動機構部の弾性変形可
能な外骨格が平線型ライナーコイルであることを特徴と
する。
【００１１】また請求項７記載の発明は、ねじれ回転運
動機構部が、弾性変形可能な外骨格と、この外骨格の内
側で同心にて形状記憶状態自然の径を変えて固定した形
状記憶合金製アクチュエータとを備えていることを特徴
とする。さらに請求項８記載の発明は、硬度調節機構部
が、弾性変形可能な外骨格と、この外骨格の内側で同心
にて形状記憶状態自然のままで固定した形状記憶合金製
アクチュエータとを備えていることを特徴とする。また
請求項９記載の発明は、屈曲運動機構部、ねじれ回転運
動機構部、伸縮運動機構部及び硬度調節機構部が各々両
端に電極コネクターを有していることを特徴とする。
【００１２】請求項１０記載の発明は、弾性変形可能な
外骨格が、樹脂製平線ばね構造及び絶縁被覆した形状記
憶合金製平線ばね構造のいずれかであって複数の配線を
搭載した螺旋型基板であることを特徴とする。また請求
項１１記載の発明は、形状記憶合金製アクチュエータ
が、平線ばね構造を有していることを特徴とする。さら
に請求項１２記載の発明は、平線ばね構造を有する形状
記憶合金製アクチュエータにヒーターを配設したことを
特徴とする。
【００１３】このような構成の能動細管では、自在に屈
曲運動、ねじれ回転運動及び伸縮運動を行い、また能動
細管の必要箇所を自在に硬度調節する。また外骨格及び
形状記憶合金製アクチュエータが平線ばね型構造に形成
可能であるので、より細径で多数の配線ができる。さら
に発熱体である形状記憶合金製アクチュエータが表面か
ら距離をおいて外骨格構造の内側に位置するので、例え
ば人体内で使用が許される表面温度である４１℃に抑え
ることができる。
【００１４】また本発明の能動細管の製造方法のうち請
求項１３記載の発明は、形状記憶合金製アクチュエータ
の外側に弾性変形可能な外骨格を同軸に配設する第１工
程と、形状記憶合金製アクチュエータと外骨格とを固定
する第２工程とを備える構成である。さらに請求項１４
記載の発明は、第１工程がロッドに形状記憶合金製アク
チュエータを被せる工程を含んでいることを特徴とす
る。また請求項１５記載の発明は、第１工程が形状記憶
合金製アクチュエータ上に配設したロッドの外側に外骨
格を被せる工程を含んでいることを特徴とする。さらに
請求項１６記載の発明は、第１工程が断面が三角形状の
パイプ状治具に形状記憶合金製アクチュエータを被せる
工程を含んでいることを特徴とする。
【００１５】また請求項１７記載の発明は、第１工程が
形状記憶合金製アクチュエータに１以上のリード線を電
気的に接続する工程を含んでいることを特徴とする。さ
らに請求項１８記載の発明は、第２工程が接着剤で固定
する工程であることを特徴とする。また請求項１９記載
の発明は、第１工程が形状記憶合金製アクチュエータ及
び外骨格のそれぞれ対応する箇所に非絶縁部を形成する
工程を有し、第２工程がめっき液中で形状記憶合金製ア
クチュエータと外骨格とに通電して対応する非絶縁部に
金属を析出し電気的に結合して固定することを特徴とす
る。
【００１６】さらに請求項２０記載の発明は、第１工程
が形状記憶合金製アクチュエータ及び外骨格のそれぞれ
対応する箇所に非絶縁部を形成し、非絶縁部にリード線
を近接して配置する工程を有し、第２工程が、めっき液
中でリード線、形状記憶合金製アクチュエータ及び外骨
格に通電して対応する非絶縁部及びリード線に金属を析
出し電気的に結合して固定することを特徴とする。また
請求項２１記載の発明は、第１工程が形状記憶合金製ア
クチュエータ及び外骨格のそれぞれ対応する箇所に非絶
縁部を形成する工程を有し、第２工程が溶液中で形状記
憶合金製アクチュエータと外骨格とに通電して対応する
非絶縁部に電着により絶縁性樹脂を析出して固定するこ
とを特徴とする。
【００１７】さらに請求項２２記載の発明は、第１工程
が形状記憶合金製アクチュエータに形成した非絶縁部に
電気めっきをして電気接合部を形成する工程を有し、第
２工程が溶液中で形状記憶合金製アクチュエータと外骨
格とに通電して電気接合部と外骨格全体に電着により絶
縁性樹脂を析出して固定することを特徴とするものであ
る。また請求項２３記載の発明は、上記構成に加え、形
状記憶合金製アクチュエータ及び外骨格に非絶縁部を形
成し、めっき液中で通電して対応する非絶縁部に金属を
析出し電気的に結合する工程を有することを特徴とす
る。
【００１８】さらに請求項２４記載の発明は、第１工程
及び第２工程にあって、電気めっき及び樹脂の電着直前
に、形状記憶合金製アクチュエータ及び外骨格の酸化被
膜を除去する工程を有していることを特徴とする。また
請求項２５記載の発明は、前記構成に加え、真空乾燥に
より乾燥する工程を備えていることを特徴とする。さら
に請求項２６記載の発明は、第１工程の形状記憶合金製
アクチュエータを弾性変形可能に配設したことを特徴と
する。
【００１９】このような本発明の能動細管の製造方法で
は、外骨格型の能動細管を精度よく製造することができ
る。また電気めっき又は樹脂を電着する工程を有する場
合、接続すべき多点で同時に接続することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】この発明の能動細管では、弾性変
形可能な外骨格となるライナーコイルをＳＭＡアクチュ
エータの外側に配設した外骨格型であり、ライナーコイ
ル及びＳＭＡアクチュエータを固定支持する関節として
機能するリンクを有するものと有しないものとがある。
本実施形態では、主として細径化のためリンクを有しな
いリンクレス型を中心に述べるが、適宜リンクを設けて
もよい。なお、本発明の能動細管は全体に柔らかく、外
力により自在に曲がるようになっており、血管など人体
内に挿入したとき危険が少ない。
【００２１】以下、図面を参照してこの発明の好適な実
施の形態を詳細に説明する。以下の実施形態は能動細管
として能動カテーテル及び能動ガイドワイヤーに適用し
た例であるが、この発明はカテーテルのみならず、冒頭
で記載した各種の機器類や玩具等に広く適用することが
できる。
【００２２】図１は本発明に係る第１実施形態の能動カ
テーテルの一部透視図である。図１を参照して、第１実
施形態の能動カテーテル１は、Ｊ字形状の曲がった部分
に設けられた屈曲運動機構部Ａと、この屈曲運動機構部
Ａと連結してＪ字形状の曲がりの根本付近に設けられた
ねじれ回転運動機構部Ｂと、このねじれ回転運動機構部
Ｂと連結してＪ字形状の直線部分に設けられた伸縮運動
機構部Ｃと、この伸縮運動機構部Ｃと連結して設けられ
た硬度調節機構部Ｄと、これら機構部Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ
の内側に隙間を設けて挿通された内側チューブ３とを備
え、全体を薄肉シリコンゴムチューブなどの外側チュー
ブ４で覆ったものであり、内側チューブ３はワーキング
チャンネルと呼ばれる。
【００２３】屈曲運動機構部Ａは、外側チューブ４内壁
を裏打ちするように配置したライナーコイル６と、この
ライナーコイル６の内側に導電性接着剤７で固定された
密ばねのコイル状ＳＭＡアクチュエータ８（図示の場合
は３本）とを備え、ＳＭＡアクチュエータの所定間隔を
関節として複数設け、各関節に通電加熱するようになっ
ているが、一つのＳＭＡアクチュエータを一関節として
通電加熱するようにしてもよい。なお、以下ことわらな
い限り、ライナーコイルは絶縁コートしており、ＳＭＡ
アクチュエータは絶縁コートされていないものを使用す
る。
【００２４】ねじれ回転運動機構部Ｂは、外側チューブ
４を裏打ちするように配置したライナーコイル６と、Ｓ
ＭＡの形状記憶された状態よりやや大きい径にしてライ
ナーコイル６の内側に同心にして適宜箇所を非導電性接
着剤１７で固定されたターンとターンとの間に距離のあ
るコイルばね状のＳＭＡアクチュエータ１２とを備え、
本実施態様では一つのＳＭＡアクチュエータを一関節と
して通電加熱するようになっている。勿論、所定間隔を
関節として複数個設け、各関節に通電加熱するようにし
てもよい。
【００２５】伸縮運動機構部Ｃは、外側チューブ４を裏
打ちするように配置したライナーコイル６と、ＳＭＡの
形状記憶された状態より縮めて同じ長さのライナーコイ
ル６の内側に同心にして適宜箇所を非導電性接着剤１７
で固定されたターンとターンとの間に距離のあるコイル
ばね状のＳＭＡアクチュエータ１４とを備え、一つのＳ
ＭＡアクチュエータを一関節として通電加熱するように
なっているが、所定間隔を関節として複数個設け、各関
節に通電加熱するようにしてもよい。
【００２６】硬度調節機構部Ｄは、外側チューブ４を裏
打ちするように配置したライナーコイル６と、ＳＭＡの
形状記憶された状態の自然長のままでライナーコイル６
の内側に同心にして適宜箇所を非導電性接着剤１７で固
定されたターンとターンとの間に距離のあるコイルばね
状のＳＭＡアクチュエータ１６とを備え、一つのＳＭＡ
アクチュエータを一関節として通電加熱するようになっ
ているが、所定間隔を関節として複数個設け、各関節に
通電加熱するようにしてもよい。
【００２７】ライナーコイル６はＳＭＡアクチュエータ
８，１２，１４の通電加熱により変形するようになって
おり、各機構部は内側チューブ３に固定箇所を有してい
てもよい。なお、各機構部は図１に示した例のような連
結でなくてもよく、適宜最適な順序で各機構部の連結を
決めればよい。
【００２８】このような構成の第１実施形態の能動カテ
ーテル１では、図１に矢印で示したように各機構部の関
節への通電加熱により、屈曲運動機構部Ａは矢印ａのよ
うに三方向に屈曲運動を行い、ねじれ回転運動機構部Ｂ
では矢印ｂのようにねじれ運動を、伸縮運動機構部Ｃは
矢印ｃのように前後運動を行い、硬度調節機構部Ｄは硬
い状態と柔らかい状態との間を適宜維持する。そして、
Ｊ字形状の曲がった先端の内側チューブ３の開口から液
体の注入又は吸引をし、あるいはマイクロツールなどの
出し入れをする。したがって、医療では診断や治療など
を、複雑な機械や配管では能動管状物として検査やメン
テナンスなどを行うことができる。
【００２９】図２は本発明に係る第２実施形態の能動ガ
イドワイヤー屈曲三方向型の一部透視図である。図２に
示す第２実施形態の能動ガイドワイヤー２０は第１実施
形態の能動カテーテルの内側チューブが設けられていな
い場合であり、第１実施形態の能動カテーテルよりさら
に細径に構成され、Ｊ字形状の先端にはキャップ２１が
設けられている。なお、図２には硬度調節機構部を示し
ていないが、図１のように伸縮運動機構部Ｃと連結して
もよい。各ライナーコイル６はＳＭＡアクチュエータ
８，１２，１４の通電加熱により変形するようになって
おり、ＳＭＡアクチュエータへの通電を停止するとライ
ナーコイルは元の状態に復帰する。各機構部は分離独立
して配置されていても、リンクで連結されていてもよ
い。この第２実施形態の運動は第１実施形態と同様であ
る。
【００３０】図３は第３実施形態の能動ガイドワイヤー
屈曲一方向型の一部透視図である。図３に示す第３実施
形態の能動ガイドワイヤー３０は屈曲運動機構部Ａ’が
ＳＭＡアクチュエータ８を１本のみ有しており、図３に
示す矢印ａ’のように一方向の屈曲のみを行うようにな
っており、その他の運動は第２実施形態の能動ガイドワ
イヤーと同様である。なお、図３には硬度調節機構部Ｄ
を示していないが、図１のように伸縮運動機構部Ｃと連
結してもよい。
【００３１】図４は第４実施形態の接続用ワイヤーを有
する能動ガイドワイヤーの一部透視図である。なお、図
４には硬度調節機構部Ｄを示していないが、図１のよう
に伸縮運動機構部Ｃと連結してもよい。図４に示すよう
に、第４実施形態の能動ガイドワイヤー４０は第１実施
形態の能動カテーテルの内側チューブ３に代えて柔らか
い接続用ワイヤー４２を中に通すことで、それぞれの屈
曲運動機構部Ａ、ねじれ回転運動機構部Ｂ及び伸縮運動
機構部Ｃ、さらに硬度調節機構部Ｄの中心出しを確実に
したものであるが、能動カテーテルよりはさらに細径に
形成されている。この第４実施形態の運動は第１実施形
態の能動カテーテルと同様である。
【００３２】図５は第５実施形態の能動ガイドワイヤー
の一部透視図である。図６は電極雌雄コネクタの外観図
である。なお、図５には硬度調節機構部Ｄを示していな
いが、図１のように伸縮運動機構部Ｃと連結してもよ
い。図５及び図６を参照して、第５実施形態の能動ガイ
ドワイヤー５０は第４実施形態の能動ガイドワイヤーの
各機構部の接続を電極雌コネクタ５２と電極雄コネクタ
５４とで行うもので、各機構部の端部はこれらの電極雌
コネクタ５２と電極雄コネクタ５４に接続され、通電可
能になっている。これにより組立分解が自在な屈曲運動
機構部Ａ、ねじれ回転運動機構部Ｂ、伸縮運動機構部Ｃ
及び硬度調節機構部Ｄの各モジュール群を作製できる。
【００３３】第５実施形態の接続用ワイヤー４２に代え
て、内側チューブ３にすれば能動カテーテルになり、こ
のような電極雌雄コネクタをリング構造にすることで能
動カテーテル内腔を保つようにすることもできる。
【００３４】次に、各運動機構部の詳細を説明する。図
７は能動カテーテルの屈曲運動機構部の一部透視図であ
る。図７を参照して、屈曲運動機構部７０は、外側チュ
ーブ４内壁を裏打ちするように配置した絶縁コートされ
たライナーコイル６と、このライナーコイル６の内側に
導電性接着剤７２で電気的接触して固定されるととも
に、適宜の箇所を非導電性接着剤１７で固定された密ば
ねのコイル状ＳＭＡアクチュエータ８（図示の場合は３
本）とを備え、内側チューブ３が中心軸に配設されてい
る。
【００３５】さらにＳＭＡアクチュエータ８の所定間隔
を関節として複数設け、各関節に通電加熱するようにな
っている。なお、図７中、７４はＳＭＡアクチュエータ
８に通電するリード線を示し、ライナーコイル６及びＳ
ＭＡアクチュエータ８に導電性接着剤７２で電気的に接
触して固定されている。また、７６は非導電性接着剤、
７７は組立用金属ロッド、７８はリンクとなる保持部材
を示す。これらはリンクとして残したものであり、組立
時に必要であるが屈曲運動機構部としてはなくてもよ
い。内側チューブ３がない場合及び内側チューブ３に代
えて接続用ワイヤーを設けた場合は、能動ガイドワイヤ
ーの屈曲運動機構部となる。
【００３６】図８はリード線の接続箇所を示す詳細図で
ある。図９は実際の回路部（ａ）と等価回路（ｂ）を示
した図である。なお、図中、ＳＭＡアクチュエータは簡
単のため１本のみ記載した。図８に示すように、ライナ
ーコイル６の絶縁コートを除去した部分８２，８２に、
ＳＭＡアクチュエータ８と電気的に接触させて導電性接
着剤７２で固定し、ライナーコイル６の絶縁コートを除
去しないでＳＭＡアクチュエータ８を固定する箇所８３
に、リード線７４をＳＭＡアクチュエータ８と電気的に
接続して固定しており、ライナーコイル６は接地されて
いる。
【００３７】図９に示す例では、例えば第１関節９２、
第２関節９４及び第３関節９６が形成され、電流は抵抗
値に従って分割されるため、両側の第１関節９２及び第
３関節９６に電流を流しても駆動したくない中間の第２
関節９４には無視できるほどのわずかな電流しか流れな
い。したがって、図９（ｂ）に示すようにスイッチ９８
をオフにして第２関節９４に通電せず、スイッチ９７と
スイッチ９９とをオンにして第１関節９２と第３関節９
６とを通電加熱して収縮させることができる。
【００３８】なお、図５及び図６にて示した電極雌雄コ
ネクタを用いる場合では、接地したライナーコイルを共
通の端子になるように形成し、他の端子は各関節に対応
させて一電気回路を形成するようにする必要がある。
【００３９】ここで、ＳＭＡアクチュエータは例えば外
径がφ２５０μｍ、素線径が５０μｍである。またライ
ナーコイルはステンレススチール製で、例えば熱硬化型
アクリル樹脂を電着で絶縁コートしており、外径がφ
１．１〜１．３ｍｍ、素線径がφ１００μｍ程度であ
り、素線径をさらに細くする場合、王水でエッチングす
ればφ８０μｍ程度のものが容易に得られる。ＳＭＡア
クチュエータやライナーコイルを固定する保持部材とし
ては、例えばポリイミドのφ０．４〜０．５ｍｍ程度の
チューブを使用すればよい。組立用金属ロッドはφ０．
３ｍｍ、導電性接着剤として銀系フィラーを混入したエ
ポキシ樹脂を用いるとよい。このような部材で作製した
リンクレス外骨格型の内側チューブがない能動ガイドワ
イヤーでは、外径１．３ｍｍ、外側チューブをつけると
外径１．４ｍｍの多自由度、多関節の運動機構部ができ
る。
【００４０】また図１０に示すように、ライナーコイル
として長手方向の剛性を強くしつつ、屈曲する直角方向
への運動を容易にするために直角方向の剛性を弱いまま
にする平線型ライナーコイル１０１を用いても良い。こ
のような構成の屈曲運動機構部では、図１〜５に示した
ように各関節に通電加熱することにより、ＳＭＡアクチ
ュエータの配設数に応じて各方向に屈曲運動することが
できる。
【００４１】次に、ねじれ回転運動機構部について説明
する。図１１はねじれ回転機構を示す図であり、（ａ）
は形状記憶したＳＭＡアクチュエータを示し、（ｂ）は
ＳＭＡアクチュエータをねじれ回転させて形状記憶され
た状態よりやや大きな径にしたＳＭＡアクチュエータを
示し、また、（ｃ）はねじれ回転運動機構部の外観図で
ある。図１１（ｃ）に示したねじれ回転運動機構部１１
０は能動ガイドワイヤー用であり、図２で示した外側チ
ューブ４と接続用ワイヤー４２、さらに高分子製の固定
用チューブ１１２に装着するキャップ２１等を省略して
いる。固定用チューブ１１２に代えて図１に示す内側チ
ューブ３を使用すれば、径は異なるが能動カテーテルが
形成される。以下、能動ガイドワイヤーを中心にして説
明する。
【００４２】図１１を参照して、ねじれ回転運動機構部
１１０は、形状記憶された状態からやや径を大きくして
ねじれ回転させたＳＭＡアクチュエータ１２をライナー
コイル６の内側に同心にして非導電性接着剤１７で適宜
の箇所が固定されており、ＳＭＡアクチュエータ１２及
びライナーコイル６の両端部は、固定用チューブ１１
２，１１２にて非導電性接着剤１７で固定されている。
さらにＳＭＡアクチュエータ１２の両端部はリード線１
１３に接続され、一関節として通電加熱されるようにな
っている。
【００４３】ライナーコイル６を共通の接地として使用
する場合は、固定用チューブ１１２にてＳＭＡアクチュ
エータとライナーコイルとを電気的に接続し、他端のＳ
ＭＡアクチュエータをリード線で接続して通電加熱する
ようにしてもよい。ねじれ回転運動機構部のねじれ角度
はＳＭＡアクチュエータのピッチとライナーコイルのピ
ッチとのピッチ比及びＳＭＡアクチュエータの素線径と
ライナーコイルの素線径の比に関係し、ＳＭＡアクチュ
エータの比率が高いほど、得られる最大ねじれ角度は大
きくなる。したがって、ねじれ角度は上記ピッチ比で最
適設計可能である。
【００４４】先端及び後端の固定用チューブはφ０．８
９〜１．４７ｍｍのポリウレタンチューブ、ＳＭＡアク
チュエータは外径φ１．６〜１．８ｍｍでピッチが０．
８ｍｍ、素線径がφ１００μｍである。ライナーコイル
はステンレススチール製でφ３．１〜３．３ｍｍ、素線
径が２５０μｍ、長さが２３．３ｍｍ、ピッチが約２．
０ｍｍであり、王水でエッチング処理をしている。非導
電性接着剤は１０分間硬化型のアラルダイトである。
【００４５】駆動電流を小さくするにはＳＭＡアクチュ
エータを小さくすればよい。例えばＳＭＡアクチュエー
タの外径をφ０．３〜０．４ｍｍ、素線径をφ１００μ
ｍ以下にするのがよい。ライナーコイルはφ１．３〜
１．５ｍｍ、先端及び後端の固定用チューブはφ０．３
〜０．４ｍｍ程度にする。さらに耐熱性の高いアラルダ
イトなどの非導電性接着剤を使用する。
【００４６】図６で示した電極雌雄コネクタを使用する
場合、ＳＭＡアクチュエータ及びライナーコイルを固定
するリンクとなる電極コネクタの一端子をライナーコイ
ルの接地用にして、他の一端子をＳＭＡアクチュエータ
の他端に通電する端子として形成すればよい。またライ
ナーコイルを接地しない場合、ＳＭＡアクチュエータを
固定し通電するように配線した電極コネクタを形成すれ
ばよい。
【００４７】このような能動ガイドワイヤー１２０のね
じれ回転運動機構部１１０では、図１〜図３及び図１２
の矢印に示すように、ＳＭＡアクチュエータに通電加熱
すると元の記憶形状に戻ろうとしてねじれ回転し、途中
にループや複雑な走行のある例えば血管１２２内でも精
密に回転する。さらに、電流を切るとライナーコイルが
バイアスばねとして働き元の角度へ戻る。したがって、
本実施形態の能動ガイドワイヤーは先端部にトルクを生
じさせ精密な回転ができる。
【００４８】次に、伸縮運動機構部について説明する。
図１３は伸縮運動機構を示す図であり、（ａ）は形状記
憶したＳＭＡアクチュエータを、（ｂ）はＳＭＡアクチ
ュエータを縮めた状態を示し、また、（ｃ）は伸縮運動
機構部の外観図である。伸縮運動機構を形成する場合、
ＳＭＡアクチュエータを引き伸ばすか、または押し縮
め、加熱による伸長又は収縮後に元の形状に戻るライナ
ーコイルのようなバイアス機構を同心円上に組み合わせ
れば伸縮機構になる。縮む運動は能動カテーテル又は能
動ガイドワイヤーを血管などに挿入後、手動で手元から
引くことで十分に正確な位置決めができるため、能動カ
テーテル又は能動ガイドワイヤーとしては、必要時にの
み電流を流して伸びるタイプの方が望ましい。
【００４９】図１３を参照して、伸縮運動機構部１３０
は、形状記憶された状態から縮めたＳＭＡアクチュエー
タ１４をライナーコイル６の内側に同心にして非導電性
接着剤１７で適宜の箇所が固定されており、ＳＭＡアク
チュエータ１４及びライナーコイル６の両端部は固定用
チューブ１１２，１１２にて非導電性接着剤１７で固定
されている。なお、ＳＭＡアクチュエータを縮めた状態
でライナーコイルに固定している点以外はねじれ回転運
動機構部と同様の構成である。
【００５０】このような能動ガイドワイヤー１２０の伸
縮運動機構部１３０では、図１〜図３及び図１４の矢印
で示すように、ＳＭＡアクチュエータ１４に通電加熱す
ると伸縮運動機構部１３０は元の記憶形状に戻ろうとし
て伸長し、電流を切るとライナーコイルがバイアスばね
として働き元の長さに戻る。したがって、本実施形態の
能動ガイドワイヤーは挿入した血管１２２などの途中に
ループや複雑な走行があっても精密な先端位置決めがで
きる。
【００５１】次に、硬度調節機構部について説明する。
図１５は硬度調節機構を示す図であり、（ａ）は自然長
のＳＭＡアクチュエータを示す図、（ｂ）は硬度調節機
構部の外観図である。図１５を参照して、硬度調節機構
部１５０は、自然状態で形状記憶されたＳＭＡアクチュ
エータ１６をライナーコイル６の内側に同心にして非導
電性接着剤１７で適宜の箇所が固定されており、ＳＭＡ
アクチュエータ１６及びライナーコイル６の両端部は固
定用チューブ１１２，１１２にて非導電性接着剤１７で
固定されている。なお、ＳＭＡアクチュエータを自然な
状態でライナーコイルに固定している点以外はねじれ回
転運動機構部や伸縮運動機構部と同様の構成である。
【００５２】このような構成の硬度調節機構部１５０で
は、図１６（ａ）に示すように、血管１２２などに挿入
した能動ガイドワイヤー１２０のＳＭＡアクチュエータ
１６に通電加熱すると変形しないが、ばね定数が大きく
なり、より硬く変形しにくくなる。またＳＭＡアクチュ
エータ１６に通電しない場合は、図１６（ｂ）に示すよ
うに、柔らかく外力により容易に自在に曲がる。
【００５３】したがって、本実施形態ではＳＭＡアクチ
ュエータ１６に流す電流量を変えることで能動カテーテ
ル又は能動ガイドワイヤーの硬さを調節することができ
る。このように本発明の能動細管は元々外力により自在
に曲がるような柔らかいものであるが、本実施形態の硬
度調節機構により必要な部分の硬さを体外から自在に制
御できるようになる。
【００５４】次に、上述したねじれ回転運動機構部、伸
縮運動機構部及び硬度調節機構部の組立工程を説明す
る。各機構部はライナーコイルを外側に設けた外骨格型
であり、その製造工程はＳＭＡアクチュエータをライナ
ーコイルにそのまま固定するか伸縮等させて固定するか
の違いである。以下、能動ガイドワイヤーのねじれ回転
運動機構部を例にあげ、組立工程を説明する。図１７及
び図１８は外骨格型能動ガイドワイヤーの組立工程を示
す工程図である。なお、図１７及び図１８において各工
程図と合わせて中心部の概略断面図を右端に示した。
【００５５】まず図１７（ａ）に示すように、組立用シ
リコンゴムチューブ１７１に固定用チューブ１１２を挿
入し、両端から保持部材７８，７８を挿入する。能動ガ
イドワイヤーの場合は組立用シリコンゴムチューブが内
側チューブとなり、中心出しをする接続用ワイヤーを有
する能動ガイドワイヤーの場合、組立用シリコンゴムチ
ューブに代えて柔らかい接続用ワイヤーを使用する。そ
して図１７（ｂ）に示すように、第１の組立用金属ロッ
ド１７３を例えば３本、保持部材７８，７８に非導電性
接着剤１７で固定し、その後、図１７（ｃ）に示すよう
にＳＭＡアクチュエータ１７６を被せる。
【００５６】ここでの組立工程で使用した保持部材及び
金属ロッドに代えて、例えば図１９に示すような組立治
具を使用してもよい。例えば断面が円形や三角形のパイ
プの側面に３本の溝や凹みをつけ金属ロッドやＳＭＡア
クチュエータを容易に位置決めしたり、また断面に溝や
凹みのあるチューブを使用して接着剤が組立治具に付着
しないようにする。なお、材質としては、接着剤が万が
一ついても接着しにくく、かつ、細く加工することが可
能なテフロン樹脂が適している。
【００５７】次に、図１７（ｄ）に示すように、第２の
組立用金属ロッド１７５を例えば３本、保持部材上の第
１の組立用金属ロッド１７５に非導電性接着剤１７で固
定し、図１７（ｅ）に示すようにＳＭＡアクチュエータ
１７６の両端にリード線１１３，１１３を電気的に接続
してからライナーコイル６を被せ、適宜の箇所を非導電
性接着剤１７で固定する。なお、ライナーコイルを電気
回路の接地として使用する場合は、ＳＭＡアクチュエー
タとライナーコイルの一端を電気的に接続することにな
る。
【００５８】さらに図１７（ｆ）に示すように、第１金
属ロッド１７３及び第２金属ロッド１７５の両端を例え
ばＹＡＧレーザー等を用いて切断する。切断した第１及
び第２金属ロッドを抜き取り、組立用シリコンゴムチュ
ーブ１７１と一方の保持部材７８を取り除き、外側チュ
ーブを被せて完成する。
【００５９】本組立工程はＳＭＡアクチュエータ及びラ
イナーコイルが一単位の場合を説明したが、複数の単位
を連結して組み立てる場合も同様の工程でできる。また
リンクとなる保持部材として円形状の電極コネクタを使
用してもよい。この場合、各機構部を一単位にして組み
立てるのが望ましい。電極コネクタを使用した場合、そ
れぞれの機構部をモジュール化して自在に接続及び分解
ができる。したがって、それぞれのモジュールが屈曲、
ねじれ回転、伸縮運動等の各種能動機構や超音波セン
サ、化学センサなど独自の機能を有し、例えば術者は手
術室において必要なモジュールを自在に組み合わせて多
機能カテーテルを組み立て使用することができるように
なる。
【００６０】次に、電気めっきや樹脂の電着を用いた組
立工程について説明する。このような組立工程では、よ
り細径の例えば外径１．３ｍｍのＳＭＡアクチュエータ
が使用可能である。この組立工程は上述した接着剤で固
定する方法に代えて、電気めっきや電着による樹脂の析
出等で固定するものであり、他は同様の工程である。本
組立工程の例として上述した屈曲運動機構部の場合を示
すが、ターン間が密な密ばね状のＳＭＡアクチュエータ
に代えて、ターンとターンの間に距離のあるコイルばね
状のＳＭＡアクチュエータを使用したねじれ回転運動機
構部や伸縮運動機構部などでも同様に可能である。
【００６１】図２０は電気めっきによる能動細管の組立
工程要部を示す図であり、（ａ）は電気めっき前を、
（ｂ）は電気めっき後を示す図である。まず予め、表面
を絶縁コートされたＳＭＡアクチュエータ２０２及びラ
イナーコイル６の絶縁被膜をＹＡＧレーザーなどで一部
剥離して、それぞれに非絶縁部２０４，２０８を形成し
ておく。ＹＡＧレーザーでは条件を最適化すると直径数
十μｍ程度の大きさだけ絶縁被膜を除去できる。なお、
ＳＭＡアクチュエータなどに絶縁被膜を形成するには、
例えばパリレンの蒸着や熱硬化型又は紫外線硬化型のア
クリル樹脂を電着により被覆するのがよい。
【００６２】次に、例えば図１９（ａ）で示した治具を
用いて、ＳＭＡアクチュエータ２０２とライナーコイル
６とを配置し、図２０（ａ）に示すようにライナーコイ
ル６の非絶縁部２０８とＳＭＡアクチュエータ２０２の
非絶縁部２０４とを近接させる。ライナーコイル６、Ｓ
ＭＡアクチュエータ２０２及び電極２０３を図示のよう
に接続し、全体をめっき液２００中に浸漬する。そし
て、ライナーコイル６とＳＭＡアクチュエータ２０２と
にめっき液２００中で通電する。そして図２０（ｂ）に
示すように、電気めっきにより例えばニッケルなどの結
合金属２０９が析出し、ライナーコイル６とＳＭＡアク
チュエータ２０２とを電気的に接続かつ固定する。な
お、図２０中、２０１は電気めっきするための電源を、
２０６はＳＭＡアクチュエータ２０２の絶縁部を、２０
７はライナーコイル６の絶縁部を示す。
【００６３】図２１はリード線を含めて電気めっきする
能動細管の組立工程要部を示す図であり、（ａ）は電気
めっき前、（ｂ）は電気めっき後を示す図である。図２
１に示すように、リード線２１０を含めて電気めっきで
固定する場合、リード線２１０の絶縁被膜を取り除き、
ライナーコイル６、ＳＭＡアクチュエータ２０２及びリ
ード線２１０の各非絶縁部２０８，２０４，２１３を近
接させて配置する。ライナーコイル６、ＳＭＡアクチュ
エータ２０２、リード線２１０及び電極２０３を図示の
ように接続し、全体をめっき液２００中に浸漬する。そ
して、ライナーコイル６とＳＭＡアクチュエータ２０２
とリード線２１０とにめっき液２００中で通電する。そ
して図２１（ｂ）に示すように、例えばニッケルなどの
結合金属２０９がライナーコイル６、ＳＭＡアクチュエ
ータ２０２及びリード線２１０を電気的に接続かつ固定
して電気めっきにより析出する。
【００６４】図２２は絶縁性樹脂でライナーコイルとＳ
ＭＡアクチュエータとを固定する能動細管の組立工程要
部を示す図であり、（ａ）は電着前、（ｂ）は電着後を
示す図である。図１７及び図１８で示した組立工程で
は、ライナーコイルとＳＭＡアクチュエータとを非導電
性接着剤で適宜の箇所を固定していたが、本組立工程で
は非導電性接着剤に代えて電気めっきと同じように絶縁
性樹脂を電着により析出・沈着させて固定するものであ
る。
【００６５】基本的に図２０に示した工程と同様である
が、図２２に示す例ではめっき液の代わりにアクリル樹
脂などの溶液中で通電し絶縁物２２０を析出・沈着す
る。即ち、ライナーコイル６、ＳＭＡアクチュエータ２
０２及び電極２０３を図示のように接続し、全体を溶液
２００′中に浸漬する。そして、ライナーコイル６とＳ
ＭＡアクチュエータ２０２とに溶液２００′中で通電す
る。そして図２２（ｂ）に示すように、電着により絶縁
物２２０を析出・沈着させてライナーコイル６とＳＭＡ
アクチュエータ２０２とを固定する。さらに、例えばリ
ード線とＳＭＡアクチュエータとを電気的に接続し、ラ
イナーコイルとは絶縁した状態で接続する場合は、めっ
き液中でリード線とＳＭＡアクチュエータとに通電して
結合金属を析出し、その後樹脂溶液中でリード線とライ
ナーコイルとに通電して絶縁物を析出・沈着する。
【００６６】このような電気めっきや樹脂の電着による
組立工程により接着剤を使用する必要がなくなり、組み
立ての不確定要素や手作業をなくすことができる。また
多点の絶縁被膜を除去した状態で同時に通電することに
より、多点で同時に金属や絶縁性樹脂の析出・沈着を行
うことができるので、生産性が向上し、低コストか可能
になる。
【００６７】次に、金属の電気めっきや樹脂の電着を用
いたねじれ回転機構作製プロセスの詳細を説明する。図
２３及び図２４は、電気めっきと樹脂の電着を利用した
能動細管の主要組立工程を示す。例えばねじれ回転運動
機構部Ｂを、樹脂の電着と電気めっきとで組み立てる場
合、まず図２３（ａ）のように３本の金属ロッド２２１
を熱収縮性チューブ２２２内に挿入する。
【００６８】次に、図２３（ｂ）において熱収縮性チュ
ーブ２２２を加熱し、金属ロッド２２１の端部に加熱硬
化型導電性接着剤２２３を塗布し、これを加熱硬化させ
る（図２３（ｃ））。その後、図２３（ｄ）において熱
収縮性チューブを除去し、全面に絶縁膜（エレコート）
２２４を電着、硬化させる。次に、図２３（ｅ）におい
て、予め絶縁被膜を成膜したＳＭＡアクチュエータ２０
２を組立治具に巻き付け、一方のシリコンゴムチューブ
２２６を設置し（図２３（ｆ））、さらに他方のシリコ
ンゴムチューブ２２６とライナーコイル６を設置する
（図２３（ｇ））。
【００６９】次に、図２４（ａ）のようにライナーコイ
ル６を移動し、ＹＡＧレーザーにてＳＭＡアクチュエー
タ２０２上の絶縁被膜を一部除去する。さらに、図２４
（ｂ）において、ニッケル電気めっき直前にフッ酸溶液
に侵漬し、ＳＭＡアクチュエータ２０２の酸化被膜を除
去し、ニッケル電気めっきを行って電気接合部２２５を
形成する。次に、図２４（ｃ）において電気接合部２２
５及びライナーコイル６にアクリル樹脂剤（エレコー
ト）２２７を電着する。エレコートとしてのアクリル樹
脂の被覆は、ライナーコイル６全体に施される。
【００７０】次いで、図２４（ｄ）においてアクリル樹
脂剤（エレコート）２２７を真空装置にて予備乾燥（脱
水）し、紫外線照射によりアクリル樹脂の重合硬化を行
う。そして、図２４（ｅ）において組立用金属ロッド２
２１を除去する。次に、図２４（ｆ）においてＹＡＧレ
ーザーにてＳＭＡアクチュエータ２０２上及びライナー
コイル６上の絶縁被膜を一部除去する。その後、図２４
（ｇ）において、ニッケル電気めっき直前にフッ酸溶液
に侵漬し、ＳＭＡアクチュエータ２０２の酸化被膜を除
去し、ニッケル電気めっき２２９を行う。次に、図２４
（ｈ）において先端部を切断し、所定長さにする。この
例のように接着剤を用いずに、電着を利用してＳＭＡア
クチュエータ２０２とライナーコイル６を固定すること
ができる。
【００７１】上記工程において、使用するＳＭＡアクチ
ュエータは予めアクリル樹脂が析出・沈着されている。
この場合、図２５（ａ）のように電極と接続されたＳＭ
Ａアクチュエータを溶液中に浸漬する。また、図２４
（ｂ）および（ｃ）の工程でＳＭＡアクチュエータにめ
っきし、ライナーコイルに析出・沈着する場合、図２５
（ｂ）および（ｃ）のようにＳＭＡアクチュエータまた
はライナーコイルを電極と接続する。
【００７２】このような電気めっきや樹脂の電着による
組立工程により、接着剤を使用する必要がなくなり、多
数にわたるＳＭＡアクチュエータとライナーコイルの接
続部を同時に接続することができ、組み立ての不確定要
素や手作業をなくすことができる。また接続部を微小化
できるので、接着剤塗布による組立では不可能だった直
径０．５ｍｍ以下の能動ガイドワイヤーを作製すること
ができる。
【００７３】次に、第６実施形態を説明する。図２６は
第６実施形態の透視図である。この第６実施形態は能動
カテーテルのようなチューブ構造の中に多数かつ柔軟な
配線を搭載可能にするものである。図２６を参照して、
第６実施形態は薄肉シリコンゴムチューブの外側チュー
ブ４と内側チューブ（図示せず）との間に高分子性平線
ばね構造を配線基板とした螺旋型基板２３５を配設した
ものであり、先端に例えば電子スキャン型管内超音波内
視鏡などのセンサ２３１が設けられている。螺旋型基板
２３５には金属配線２３３が複数配置されている。
【００７４】このような構成によりチューブ構造に多数
かつ柔軟な配線を搭載することができ、さらに配線にス
トレスが集中しないので、配線自体をより微細化でき
る。また螺旋型基板に絶縁層と金属パターンとによる多
層構造を作製すれば、シールド線や同軸ケーブルと同等
の性能を持った配線にすることができる。
【００７５】図２７は螺旋型基板をライナーコイルとし
て使用した一部概略図である。図２７に示すように、螺
旋型基板２３５は平線ばねとして機能するので、上述し
た骨格構造となるライナーコイルに代え、ＳＭＡアクチ
ュエータ２３７と適宜固定して使用すれば、能動カテー
テル及び能動ガイドワイヤーを形成する。このような構
成により、柔軟性を保ちながら最も内腔を広く確保する
ことができる。
【００７６】また、２重の例えば薄肉シリコンゴムチュ
ーブの間に、上述したライナーコイルと同様の骨格構造
となる螺旋型基板を配設し、その内側に平線ばね構造に
形成したＳＭＡアクチュエータを配設してもよい。さら
に絶縁被覆した平線ばね構造のＳＭＡアクチュエータ表
面に、このＳＭＡを間接的に加熱するヒータを設けても
良い。さらに絶縁被覆した平線ばね構造のＳＭＡアクチ
ュエータに電気配線やセンサなどを設けてもよい。
【００７７】なお、上記実施形態で説明した具体的な数
値例等は、本発明の範囲を限定するものではなく、必要
に応じて適宜変更可能である。また組立工程において金
属ロッドを使用したが、金属でなくてもある程度剛性の
あるものであればよい。
【００７８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の能動細管
では、単純な構造で、ねじれ回転運動、伸縮運動、屈曲
運動及び硬さ調節ができ、また細径化が容易にできると
ともに多数かつ柔軟な配線を搭載可能であるという効果
を有する。また本発明の能動細管の製造方法では、外骨
格型の能動細管を精度よく製造することができ、また電
気めっき又は樹脂を電着する工程を有する場合、接続す
べき多点で同時に接続することができるという効果を有
する。また発熱体である形状記憶合金製アクチュエータ
が表面から距離をおいて外骨格構造の内側に位置するの
で、例えば人体内で使用が許される表面温度（４１℃）
に抑えることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の能動カテーテルの
一部透視図である。
【図２】本発明に係る第２実施形態の能動ガイドワイヤ
ー屈曲三方向型の一部透視図である。
【図３】第３実施形態の能動ガイドワイヤー屈曲１方向
型の一部透視図である。
【図４】第４実施形態の接続用ワイヤーを有する能動ガ
イドワイヤーの一部透視図である。
【図５】第５実施形態の能動ガイドワイヤーの一部透視
図である。
【図６】本実施形態に係る電極雌雄コネクタの外観図で
ある。
【図７】能動カテーテルの屈曲運動機構部の一部透視図
である。
【図８】リード線の接続箇所を示す詳細図である。
【図９】実際の回路部（ａ）と等価回路（ｂ）を示す図
である。
【図１０】平線型ライナーコイルの平面図である。
【図１１】ねじれ回転機構機構の、（ａ）は形状記憶し
たＳＭＡアクチュエータを示し、（ｂ）はＳＭＡアクチ
ュエータをねじれ回転させて形状記憶された状態よりや
や大きな径にしたＳＭＡアクチュエータを示す図、ま
た、（ｃ）はねじれ回転運動機構部の外観図である。
【図１２】本実施形態に係るねじれ回転運動機構部の動
きを示す概念図である。
【図１３】伸縮運動機構を示し、（ａ）は形状記憶した
ＳＭＡアクチュエータを、（ｂ）はＳＭＡアクチュエー
タを縮めた状態を示す図、また、（ｃ）は伸縮運動機構
部の外観図である。
【図１４】本実施形態に係る伸縮運動機構部の動きを示
す概念図である。
【図１５】硬度調節機構を示す図であり、（ａ）は自然
長のＳＭＡアクチュエータを示す図、（ｂ）は硬度調節
機構部の外観図である。
【図１６】本実施形態に係る硬度調節機構部の動きを示
す概念図である。
【図１７】外骨格型能動ガイドワイヤーの組立工程を示
す工程図である。
【図１８】外骨格型能動ガイドワイヤーの組立工程を示
す工程図である。
【図１９】本実施形態に係る治具の外観図である。
【図２０】電気めっきによる能動細管の組立工程要部を
示し、（ａ）は電気めっき前を、（ｂ）は電気めっき後
を示す。
【図２１】リード線を含めて電気めっきする能動細管の
組立工程要部の、（ａ）は電気めっき前、（ｂ）は電気
めっき後を示す図である。
【図２２】絶縁性樹脂でライナーコイルとＳＭＡアクチ
ュエータとを固定する能動細管の組立工程要部の、
（ａ）は電着前、（ｂ）は電着後を示す図である。
【図２３】（ａ）〜（ｇ）は絶縁性樹脂でライナーコイ
ルとＳＭＡアクチュエータとを固定する能動細管の組立
工程要部を示す図である。
【図２４】（ａ）〜（ｈ）は絶縁性樹脂でライナーコイ
ルとＳＭＡアクチュエータとを固定する能動細管の組立
工程要部を示す図である。
【図２５】樹脂の電着もしくは電気めっき工程に係る装
置構成を示す概略図である。
【図２６】本発明に係る第６実施形態の透視図である。
【図２７】螺旋型基板をライナーコイルとして使用した
一部概略図である。
【符号の説明】
１ 能動カテーテル ３ 内側チューブ ４ 外側チューブ ５， ７２，２２３ 導電性接着剤 ６ ライナーコイル １７ 非導電性接着剤 ８，１２，１４，１６，１７６ ＳＭＡアクチュエー
タ ２０，３０，５０ 能動ガイドワイヤー ２１ キャップ ４２ 接続用ワイヤー ５２ 電極雌コネクタ ５４ 電極雄コネクタ ７０ 屈曲運動機構部 ７４，１１３，２１０ リード線 ７７ 組立用金属ロッド ７８ 保持部材 ９２ 第１関節 ９４ 第２関節 ９６ 第３関節 ９７，９９ スイッチ １１０ ねじれ回転運動機構部 １１２ 固定用チューブ １２０ 能動ガイドワイヤー １２２ 血管 １３０ 伸縮運動機構部 １５０ 硬度調節機構部 １７１ 組立用シリコンゴムチューブ １７３ 第１金属ロッド １７５ 第２金属ロッド ２００ めっき液 ２００′ 溶液 ２０２ ＳＭＡアクチュエータ ２０３ 電極 ２０４，２０８，２１３ 非絶縁部 ２０６，２０７ 絶縁部 ２０９ 結合金属 ２１０ リード線 ２２０ 絶縁物 ２２１ 金属ロッド ２２２ 熱収縮性チューブ ２２５ 電気接合部 ２２６ シリコンゴムチューブ ２２７ アクリル樹脂 ２３１ センサ ２３３ 金属配線 ２３５ 螺旋型基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳賀 洋一 宮城県仙台市青葉区一番町一丁目６−22− 1003 Ｆターム(参考） 4C061 AA00 BB00 CC00 DD03 FF43 GG15 HH56 JJ02 JJ06 JJ11

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ねじれ回転運動機構部を備える能動細
    管。
  2. 【請求項２】 形状記憶状態自然の長さを変えた形状記
    憶合金製アクチュエータを弾性変形可能な外骨格の内側
    で同心にて固定した伸縮運動機構部を備える能動細管。
  3. 【請求項３】 硬度調節機構部を備える能動細管。
  4. 【請求項４】 前記構成に加え、弾性変形可能な外骨格
    の内側に形状記憶合金製アクチュエータを配設した屈曲
    運動機構部を備えることを特徴とする、請求項１〜３の
    いずれかに記載の能動細管。
  5. 【請求項５】 弾性変形可能な外骨格を有する屈曲運動
    機構部と、ねじれ回転運動機構部と、伸縮運動機構部
    と、硬度調節機構部とを備える能動細管。
  6. 【請求項６】 前記屈曲運動機構部の弾性変形可能な外
    骨格が平線型ライナーコイルであることを特徴とする、
    請求項４又は５に記載の能動細管。
  7. 【請求項７】 前記ねじれ回転運動機構部が、弾性変形
    可能な外骨格と、この外骨格の内側で同心にて形状記憶
    状態自然の径を変えて固定した形状記憶合金製アクチュ
    エータとを備えていることを特徴とする、請求項１又は
    ５に記載の能動細管。
  8. 【請求項８】 前記硬度調節機構部が、弾性変形可能な
    外骨格と、この外骨格の内側で同心にて形状記憶状態自
    然のままで固定した形状記憶合金製アクチュエータとを
    備えていることを特徴とする、請求項３又は５に記載の
    能動細管。
  9. 【請求項９】 前記屈曲運動機構部、前記ねじれ回転運
    動機構部、前記伸縮運動機構部及び前記硬度調節機構部
    が各々両端に電極コネクターを有していることを特徴と
    する、請求項１〜８のいずれかに記載の能動細管。
  10. 【請求項１０】 前記弾性変形可能な外骨格が、樹脂製
    平線ばね構造及び絶縁被覆した形状記憶合金製平線ばね
    構造のいずれかであって複数の配線を搭載した螺旋型基
    板であることを特徴とする、請求項１〜５、７〜９のい
    ずれかに記載の能動細管。
  11. 【請求項１１】 前記形状記憶合金製アクチュエータ
    が、平線ばね構造を有していることを特徴とする、請求
    項１〜１０のいずれかに記載の能動細管。
  12. 【請求項１２】 前記平線ばね構造を有する形状記憶合
    金製アクチュエータにヒーターを配設したことを特徴と
    する、請求項１１記載の能動細管。
  13. 【請求項１３】 形状記憶合金製アクチュエータの外側
    に弾性変形可能な外骨格を同軸に配設する第１工程と、
    上記形状記憶合金製アクチュエータと上記外骨格とを固
    定する第２工程とを備える能動細管の製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記第１工程がロッドに前記形状記憶
    合金製アクチュエータを被せる工程を含んでいることを
    特徴とする、請求項１３記載の能動細管の製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記第１工程が前記形状記憶合金製ア
    クチュエータ上に配設したロッドの外側に前記外骨格を
    被せる工程を含んでいることを特徴とする、請求項１３
    記載の能動細管の製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記第１工程が断面が三角形状のパイ
    プ状治具に前記形状記憶合金製アクチュエータを被せる
    工程を含んでいることを特徴とする、請求項１３記載の
    能動細管の製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記第１工程が前記形状記憶合金製ア
    クチュエータに１以上のリード線を電気的に接続する工
    程を含んでいることを特徴とする、請求項１３〜１６の
    いずれかに記載の能動細管の製造方法。
  18. 【請求項１８】 前記第２工程が接着剤で固定する工程
    であることを特徴とする、請求項１３〜１７のいずれか
    に記載の能動細管の製造方法。
  19. 【請求項１９】 前記第１工程が前記形状記憶合金製ア
    クチュエータ及び外骨格のそれぞれ対応する箇所に非絶
    縁部を形成する工程を有し、前記第２工程がめっき液中
    で前記形状記憶合金製アクチュエータと前記外骨格とに
    通電して上記対応する非絶縁部に金属を析出し電気的に
    結合して固定することを特徴とする、請求項１３〜１６
    のいずれかに記載の能動細管の製造方法。
  20. 【請求項２０】 前記第１工程が前記形状記憶合金製ア
    クチュエータ及び外骨格のそれぞれ対応する箇所に非絶
    縁部を形成し、この非絶縁部にリード線を近接して配置
    する工程を有し、前記第２工程が、めっき液中で上記リ
    ード線、前記形状記憶合金製アクチュエータ及び前記外
    骨格に通電して上記対応する非絶縁部及びリード線に金
    属を析出し電気的に結合して固定することを特徴とす
    る、請求項１３〜１６のいずれかに記載の能動細管の製
    造方法。
  21. 【請求項２１】 前記第１工程が前記形状記憶合金製ア
    クチュエータ及び外骨格のそれぞれ対応する箇所に非絶
    縁部を形成する工程を有し、前記第２工程が溶液中で前
    記形状記憶合金製アクチュエータと前記外骨格とに通電
    して上記対応する非絶縁部に電着により絶縁性樹脂を析
    出して固定することを特徴とする、請求項１３〜１６記
    載の能動細管の製造方法。
  22. 【請求項２２】 前記第１工程が前記形状記憶合金製ア
    クチュエータに形成した非絶縁部に電気めっきをして電
    気接合部を形成する工程を有し、前記第２工程が溶液中
    で前記形状記憶合金製アクチュエータと前記外骨格とに
    通電して上記電気接合部と外骨格全体に電着により絶縁
    性樹脂を析出して固定することを特徴とする、請求項１
    ３〜１６のいずれかに記載の能動細管の製造方法。
  23. 【請求項２３】 前記構成に加え、前記形状記憶合金製
    アクチュエータ及び前記外骨格に非絶縁部を形成し、め
    っき液中で通電して対応する非絶縁部に金属を析出し電
    気的に結合する工程を有することを特徴とする、請求項
    ２１又は２２に記載の能動細管の製造方法。
  24. 【請求項２４】 前記第１工程及び第２工程にあって、
    電気めっき及び樹脂の電着直前に、前記形状記憶合金製
    アクチュエータ及び外骨格の酸化被膜を除去する工程を
    有していることを特徴とする、請求項１３，１９〜２３
    のいずれかに記載の能動細管の製造方法。
  25. 【請求項２５】 前記構成に加え、真空乾燥により乾燥
    する工程を備えていることを特徴とする請求項１３〜２
    ３のいずれかに記載の能動細管の製造方法。
  26. 【請求項２６】 前記第１工程の形状記憶合金製アクチ
    ュエータを弾性変形可能に配設したことを特徴とする、
    請求項１３〜２４のいずれかに記載の能動細管の製造方
    法。
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