JP2001095751A - カテーテル及び診断装置 - Google Patents

カテーテル及び診断装置

Info

Publication number
JP2001095751A
JP2001095751A JP27978599A JP27978599A JP2001095751A JP 2001095751 A JP2001095751 A JP 2001095751A JP 27978599 A JP27978599 A JP 27978599A JP 27978599 A JP27978599 A JP 27978599A JP 2001095751 A JP2001095751 A JP 2001095751A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
catheter
infrared light
blood vessel
body cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27978599A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsunobu Sasanuma
沼 克 信 笹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP27978599A priority Critical patent/JP2001095751A/ja
Publication of JP2001095751A publication Critical patent/JP2001095751A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現状では血管の狭窄、破裂を手術する場合
に、カテーテルを血管中に挿入し、外部よりX線透過に
よって位置を制御しつつ操作しているか、またはカテー
テル先端より超音波を発生させて血管内部を画像化し操
作を行っているが、前者は血管が細くなると制御が困難
になり、後者はカテーテル径を小さくすることが困難で
あるという問題がある。本発明の目的は、径が小さく、
血管内部が高解像度で観察できるカテーテルの実現を目
的とする。 【解決手段】 本発明は血管内の手術を行う器具である
カテーテルにおいて、先端に近赤外光を発生するレーザ
またはLEDと反射近赤外光を受光する受光素子とを備
え、画像処理により血管内部を可視化することを特徴と
する。近赤外光を用いることにより、超音波で100μ
m以上の解像度を10μm以下にすることが可能にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカテーテル及び診断
装置に関し、特に例えば心臓を含めた循環器系における
血管内部に挿入して使用するのに好適なカテーテル及び
診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】日本では食生活の西洋化に伴い動物性脂
肪の摂取が増加し、コレステロールや中性脂肪が体内に
過度に蓄積される成人の割合が年々増えてきている。そ
れに伴って血液中のコレステロール、中性脂肪の割合が
増え、その結果、血管の狭窄を発生させる成人が多い。
このような場合における手術として、従来は、外部より
人体を切開して、問題となる血管部所を迂回するバイパ
ス手術等が行われていた。しかしながら、このような手
術には、患者の負担が大きく、手術後の生活の質(Qual
ity of life )も極めて低かった。また、このようなバ
イパス手術が常に可能であるわけではなく、例えば脳内
の血管狭窄においては手術は困難であった。
【0003】このため、近年では、患者への負担が少な
い低侵襲手術を可能にする、血管内に挿入し狭窄を切除
可能な、カテーテルの存在が注目されるようになってき
ている。しかし、従来のカテーテルは、操作性、制御性
が十分とはいえず、ある報告では、5%前後の失敗、つ
まり患者の死亡例があるとされている。今後、より細い
血管中を通すために、カテーテルの径の一層の小型化が
進むと、さらに制御性が悪くなり、手術の成功する割合
は、さらに低下せざるを得ないことが予想される。
【0004】このように、これまで低侵襲手術を可能に
するカテーテル手術は、比較的径の大きい血管の狭窄に
対しては有効であった。しかしながら、径の小さい血管
については手術のリスクが高くなり、カテーテル手術の
適用可能な範囲は極めて限定されているのが現状であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】血管中に挿入するカテ
ーテルにおいては、血管内におけるカテーテルの位置を
把握するために、外部からのX線を透過させることによ
り、その位置を確認し、狭窄部位の手術を行うことが多
かった。しかし、この方法では、前にも述べたように、
血管の径が小さくなるとカテーテルの操作が難しくな
り、また細い血管の中の狭窄構造もX線だけでは明確に
ならない。
【0006】これを解決するためにMRIを手術中に行
う方法も一部で行われているが、これにはリアルタイム
で画像を表示することはできないという問題がある。
【0007】このため、近年、カテーテル先端より超音
波を発生させ、血管内部の構造をリアルタイムで画像化
することが試みられている。しかしながら、超音波で
は、解像度が低いという問題がある。さらに、体内への
挿入という観点からすると大型と思われる超音波の発振
器を備えねばならず、カテーテル径を小さくすることが
困難という問題もある。
【0008】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、カテーテルの先端に、
血管内部のように体液がある状態においても、その内部
構造を可視化する構造を備えさせることにより、従来よ
りも解像度が高く、カテーテル先端の径の一層の小型化
が可能な、手術用として好適なカテーテルを提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のカテーテルは、
血管内部等の体腔内に挿入されるカテーテルにおいて、
先端近傍に、近赤外光を発光する発光素子と、この発光
素子から発光され体腔内で反射して戻ってきた近赤外光
を受光する受光素子が設けられていることを特徴とする
ものとして構成される。
【0010】さらに本発明のカテーテルは、血管内部等
の体腔内に挿入されるカテーテルにおいて、非挿入側と
しての基端側に近赤外光を発光する発光素子と近赤外光
を受光する受光素子が設けられており、これらの発光素
子及び受光素子と、前記体腔内に挿入される先端側との
間は、前記発光素子からの近赤外光を先端に導き、体腔
内での反射光を前記受光素子に導く、光ファイバーで光
学的に接続されていることを特徴とするものとして構成
される。
【0011】さらに本発明の診断装置は、体腔内に挿入
され、近赤外光を発光すると共に反射光を受光するカテ
ーテルと、このカテーテルで受光した近赤外光の反射光
に基づく信号に対して画像処理する画像処理装置と、こ
の画像処理装置で得た信号に基づいて画像を表示する表
示装置と、を備えることを特徴とするものとして構成さ
れる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の特徴を簡単にいえば、近
赤外光の発光部および受光部をカテーテル先端に設け、
この発光部からの近赤外光の波長を変化させて、血管の
組成および構造を高解像度で可視化することを可能とす
ることにある。即ち、本発明においては、0.8μm〜
1.3μmの近赤外光を発生するレーザまたはLEDを
カテーテル先端に設け、それを受光する素子も同様に設
ける。このレーザまたはLEDより発生した近赤外光
が、血管の各部位において反射した反射光を受光素子に
より感知する。その受光強度の波長依存性から、血管の
構造と組成を解析し、可視化することを特徴とする。近
赤外光を用いることにより、解像度を10μm以下にで
きる。ちなみに、超音波のそれは100μm以上であっ
た。
【0013】ここで、本発明の望ましい実施形態として
は次のものがあげられる。
【0014】(1)カテーテル先端に近赤外光を発生す
るLEDまたはレーザが設けられていること。
【0015】(2)前記近赤外光は波長が0.8μmか
ら1.3μmの範囲内で連続的又はデジタル的に可変で
あること。
【0016】(3)カテーテル先端に近赤外光を受光す
る素子が設けられていること。
【0017】このようにした本発明によれば、近赤外光
の発生および受光を行う素子をカテーテル先端に設ける
ことにより、近赤外光の反射と吸収特性を知ることがで
きる。さらに、これを解析することによりカテーテルを
挿入する血管の内部および外部の構造と組成を実時間的
に知ることが可能になる。
【0018】また、本発明によれば、近赤外光の発光、
または受光部をカテーテル先端以外の部位に設け、カテ
ーテル先端には近赤外光を伝えるファイバーのみを設け
ることもできる。これにより、カテーテルの小型化が可
能になり、従来困難であった脳の内部の細い血管内のカ
テーテル手術が可能になる。
【0019】(4)また、本発明では近赤外光を用いて
いるので特に血管内のように血液が流れているような体
液の存在する環境に特に有効である。近赤外光は血液と
血管内壁とのコントラストがとりやすく、より解明な映
像を得られるからである。
【0020】以上に述べた本発明の詳細を、図示の実施
形態によって以下に説明する。 (第1の実施形態)図1(a),(b)は、共に、第1
の実施形態を示すものであり、走査のため、(a)は発
光素子/受光素子1自体を回転可能にしたものであり、
(b)は発光素子/受光素子1自体は固定状態としてお
き、代わりにミラー4を回転するようにしたものであ
る。
【0021】即ち、図1(a)において、カテーテルC
は、管状の本体10の先端に、透明カバー2を取り付け
ている。このカバー2は、波長0.8〜1.3μmの近
赤外光に対して透明なものとして作られている。このカ
テーテルCの内部には、回転駆動ロッド3が回転可能に
設けられている。このロッド3の先端には、発光/受光
素子1が軸に対して斜めに取り付けられている。このロ
ッド3の回転により、発光/受光素子1からの光は、カ
テーテルCの軸のまわりに360度にわたって射出さ
れ、且つ、受光可能とされる。この発光/受光素子1の
発光ユニットは、近赤外レーザまたは近赤外LEDによ
って構成され、上記波長0.8〜1.3μmの近赤外光
を連続可変的に発光する。
【0022】図1(b)のカテーテルCが(a)と異な
る点は、上述のように、発光/受光素子1を内部に固定
的に設け、ロッド3の先端にミラー4を固定し、このミ
ラー4をロッド3により回転することにより、カテーテ
ルCの周囲を走査するようにしたところにある。
【0023】このように、発光/受光素子から射出する
近赤外光の波長は0.8μmから1.3μmの範囲で可
変とし、反射光の強度の波長依存性を測定する。吸収強
度の波長依存性は、血液に対する吸収強度の波長依存性
を考慮し、補正を行う。波長依存性の異なる部位は組成
の変化に対応していると考えられるため、これを解析す
ることで血管を構成する組成を画像化することが可能に
なる。本発明におけるように近赤外光を可視光に代り用
いることによって、従来は内部が気体もしくは透明な液
体で満されていなければ観測できないという制約が取り
除かれ、血液で満たされた血管内部で血管の内部構造を
画像化することが初めて可能になった。
【0024】(第2の実施形態)図2は、本発明の第2
の実施形態に係わるカテーテルCの構造を示す断面図で
ある。
【0025】実施例1においては、近赤外光を発生する
レーザまたはLED、および近赤外光を受光する素子と
しての受光/発光素子1はカテーテルCの先端部に内蔵
されていた。しかし、発光および受光素子を先端部に設
ける必要は必ずしもなく、近赤外光を光ファイバー6,
6,…によりカテーテルCの先端部に導き、また戻すこ
とが可能である。本実施例においては、光ファイバーを
カテーテル先端に設けたファイバーカテーテルを用い、
近赤外光を用いることにより血管の内部の構造を調べる
ことを可能にしたものである。即ち、このファイバーカ
テーテルは、周辺部分に、近赤外ガイド光導入用光ファ
イバ6を配置している。中央部分に、1000以上の光
ファイバを束ねたイメージファイバ5を配置している。
この光ファイバ6及びイメージファイバ5の基端側には
近赤外光の受光/発光素子が設けられている。
【0026】近赤外光の波長は0.8μmから1.3μ
mの範囲で可変とし、反射光の強度の波長依存性を測定
する。吸収強度の波長依存性は、血液に対する吸収強度
の波長依存性を考慮し、補正を行う。波長依存性の異な
る部位は組成の変化に対応していると考えられるため、
これを解析することで血管を構成する組成を画像化する
ことが可能になる。
【0027】以上のようにして得た血管内部の画像は、
従来内視鏡により可視光を用いて得られる画像情報と同
様に波長による吸収特性の違いから血管内部を構成する
物質の組成を反映しており、その情報量はX線CTや超
音波診断よりはるかに多いものである。
【0028】(第3の実施形態)図3は、本発明の第3
の実施形態としてのシステム(診断装置)の概略構成を
示すものである。このシステムは、簡単には、発振波長
可変のレーザダイオード10からの近赤外光をイメージ
ファイバー6でターゲット(血管壁)7に導き、反射光
をコンピュータ(画像処理装置)13で画像処理してデ
ィスプレイ(表示装置)14に表示するようにしたもの
である。
【0029】より詳しくは、光源として、発振波長1.
0μm〜1.3μmまでの波長可変のレーザダイオード
10を用いる。レーザダイオード10はファイバーカテ
ーテルの終端部に位置しており、ファイバー6に参照光
を照射する。ファイバー6より戻ってきた光信号につい
ては、レンズ8、ハーフミラー9、レンズ8を介してフ
ォトディテクタ11に導く。そしてフォトディテクタ1
1によりヘテロタイン検波し、A/Dコンバータ12を
用いてデジタル信号に変調し、コンピュータ13に取り
込むこととする。コンピュータ13により戻り光の波長
依存性を求める。戻り光を参照光と干渉させることによ
り位相の波長依存性を求めても良い。コンピュータ13
により位相、吸収の波長依存性を色や濃淡の違いに置き
換え、これを3次元的にディスプレイ14に表示する。
波長依存性の異なる部位は組成の変化に対応していると
考えられるため、カテーテルを血管内でスキャニングす
ることにより血管を構成する組成を画像化することが可
能になる。
【0030】以上のようにして得た血管内部の画像は、
従来内視鏡により可視光を用いて得られる画像情報と同
様に波長による吸収特性の違いから血管内部を構成する
物質の組成を反映しており、その情報量はX線CTや超
音波診断よりはるかに多いものである。
【0031】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、カ
テーテル先端に近赤外光の発光、受光部を設けるように
したので、反射光を解析し、その波長依存性を調べるこ
とによって、カテーテルを挿入した部位の構造と組成を
可視化することが可能になる。また発光部及び受光部を
外部に設け近赤外光をファイバーでカテーテル先端に伝
え、反射光を戻すようにしたので、カテーテルの小型化
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係わる異なるカテー
テルの構造をそれぞれ示す断面図。
【図2】本発明の第2の実施形態に係わるカテーテルの
構造を示す断面図。
【図3】本発明の第3の実施形態に係わるシステムの全
体構成図。
【符号の説明】
1 近赤外光発光、受光素子 2 0.8μm〜1.3μmの波長領域において透明な
ガラス 3 回転部 4 ミラー 5 イメージファイバー(1000以上のファイバー
束) 6 近赤外ガイド光導入用光ファイバー 7 ターゲット(血管壁) 8 レンズ 9 ハーフミラー 10 近赤外光波長可変レーザダイオード 11 フォトディテクタ 12 A/Dコンバータ 13 コンピュータ 14 ディスプレイ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】血管内部等の体腔内に挿入されるカテーテ
    ルにおいて、先端近傍に、近赤外光を発光する発光素子
    と、この発光素子から発光され体腔内で反射して戻って
    きた近赤外光を受光する受光素子が設けられていること
    を特徴とするカテーテル。
  2. 【請求項2】血管内部等の体腔内に挿入されるカテーテ
    ルにおいて、非挿入側としての基端側に近赤外光を発光
    する発光素子と近赤外光を受光する受光素子が設けられ
    ており、これらの発光素子及び受光素子と、前記体腔内
    に挿入される先端側との間は、前記発光素子からの近赤
    外光を先端に導き、体腔内での反射光を前記受光素子に
    導く、光ファイバーで光学的に接続されていることを特
    徴とするカテーテル。
  3. 【請求項3】体腔内に挿入され、近赤外光を発光すると
    共に反射光を受光するカテーテルと、 このカテーテルで受光した近赤外光の反射光に基づく信
    号に対して画像処理する画像処理装置と、 この画像処理装置で得た信号に基づいて画像を表示する
    表示装置と、を備えることを特徴とする診断装置。
JP27978599A 1999-09-30 1999-09-30 カテーテル及び診断装置 Pending JP2001095751A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27978599A JP2001095751A (ja) 1999-09-30 1999-09-30 カテーテル及び診断装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27978599A JP2001095751A (ja) 1999-09-30 1999-09-30 カテーテル及び診断装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001095751A true JP2001095751A (ja) 2001-04-10

Family

ID=17615892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27978599A Pending JP2001095751A (ja) 1999-09-30 1999-09-30 カテーテル及び診断装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001095751A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004536639A (ja) * 2001-06-19 2004-12-09 ザ・トラステイーズ・オブ・ザ・ユニバーシテイ・オブ・ペンシルベニア 侵襲性カテーテルの配置用の光学的案内システム
JP2008506478A (ja) * 2004-07-19 2008-03-06 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ ビデオ内視鏡検査装置
US7758499B2 (en) 2001-08-10 2010-07-20 C2Cure, Inc. Method and apparatus for viewing through blood
US8194121B2 (en) 2002-05-16 2012-06-05 C2Cure, Inc. Miniature camera head
WO2016133048A1 (ja) * 2015-02-20 2016-08-25 テルモ株式会社 医療用具
JPWO2017159799A1 (ja) * 2016-03-16 2019-01-24 株式会社フジタ医科器械 生体組織情報測定器、及び生体組織情報測定方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004536639A (ja) * 2001-06-19 2004-12-09 ザ・トラステイーズ・オブ・ザ・ユニバーシテイ・オブ・ペンシルベニア 侵襲性カテーテルの配置用の光学的案内システム
US7758499B2 (en) 2001-08-10 2010-07-20 C2Cure, Inc. Method and apparatus for viewing through blood
US8194121B2 (en) 2002-05-16 2012-06-05 C2Cure, Inc. Miniature camera head
JP2008506478A (ja) * 2004-07-19 2008-03-06 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ ビデオ内視鏡検査装置
WO2016133048A1 (ja) * 2015-02-20 2016-08-25 テルモ株式会社 医療用具
JPWO2017159799A1 (ja) * 2016-03-16 2019-01-24 株式会社フジタ医科器械 生体組織情報測定器、及び生体組織情報測定方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8052605B2 (en) Multimodal catheter system and method for intravascular analysis
JP5340648B2 (ja) 被検体情報算出装置及び被検体情報算出方法
Wu et al. Real-time volumetric lipid imaging in vivo by intravascular photoacoustics at 20 frames per second
US11123047B2 (en) Hybrid systems and methods for multi-modal acquisition of intravascular imaging data and counteracting the effects of signal absorption in blood
US10105062B2 (en) Miniaturized photoacoustic imaging apparatus including a rotatable reflector
JP4021975B2 (ja) 光走査プローブ装置
JP3772002B2 (ja) 被検体内断層イメージング装置
JP5118867B2 (ja) 内視鏡観察装置および内視鏡の作動方法
JP5559145B2 (ja) 画像診断装置及びその作動方法
JP5192846B2 (ja) 生体観測装置及び生体観測装置の作動方法
US20050075574A1 (en) Devices for vulnerable plaque detection
JP2000097846A5 (ja) 光走査プローブ装置及び光イメージング装置
JP2000097846A (ja) 光走査プローブ装置
JPH04135550A (ja) 断層像観察用光走査装置
US10478156B2 (en) Imaging apparatus for diagnosis, method of controlling the same, program, and computer readable storage medium
JP2007268131A (ja) 画像診断装置およびその処理方法
WO2011039983A1 (ja) 画像診断装置及びその制御方法
JP6095770B2 (ja) 画像診断装置及びその作動方法、プログラム及びコンピュータ可読記憶媒体
JP2006204430A (ja) 断層画像取得装置
JP3947275B2 (ja) 内視鏡
JP6059334B2 (ja) 画像診断装置及び情報処理装置及びそれらの作動方法、プログラム及びコンピュータ可読記憶媒体
JP2016174809A (ja) 画像診断装置、その制御方法、プログラム及びコンピュータ可読記憶媒体
JP2005270425A (ja) 超音波カテーテルおよび画像診断装置
JP2011072401A (ja) 光プローブ及び内視鏡装置
JP2001095751A (ja) カテーテル及び診断装置