JP2003061963A - 超音波カテーテル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波カテーテルにおいて、超音波カテーテ
ルとしての性能を損なわずに、Ｘ線透視下における超音
波振動子の位置の把握を可能とする。 【解決手段】 カテーテルシース２内に内蔵されカテー
テルシース２の手元側から先端側まで機械的駆動力を伝
達する駆動シャフト１０と、駆動シャフト１０の先端側
に接続された超音波振動子１３を備え、駆動シャフト１
０の少なくとも一部にＸ線造影性付与手段１２を設けた
ことを特徴とする超音波カテーテル１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血管、脈管、消化
器管等の体腔内或いは管腔内に挿入して、管腔断面像の
表示などを行うために用いられる超音波カテーテルに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】心筋梗塞等の原因となる血管狭窄部の治
療として、カテーテルを用いて経皮的に治療を行う手術
手法が行われている。この手術手法には、先端にバルー
ンを有する拡張カテーテルで狭窄部を押し広げる方法、
ステントと呼ばれる金属の管を留置する方法、ロータブ
レータと呼ばれる器具により砥石やカッターの回転で狭
窄部を切除する方法など、種々の方法が存在し、狭窄部
の性状や患者の状態にあわせて好ましい方法が選択され
る。超音波カテーテルは、主にこのような血管狭窄部の
経皮的な治療の際に、狭窄部の性状を観察し、治療手段
を選択するための判断の一助として用いられ、また、治
療後の状態の観察にも用いられている。

【０００３】従来の超音波カテーテルは、柔軟なイメー
ジングコア（超音波を送受信する超音波振動子ユニット
並びにそれを回転させる駆動シャフト）と、それらを被
覆するカテーテルシースチューブで構成されている。超
音波カテーテル検査は、一般的に、あらかじめ患部であ
る血管狭窄部まで到達させたガイドワイヤに沿わせて超
音波カテーテルの先端部近傍に位置する超音波振動子ユ
ニットを患部の先の深部まで運び、そこからカテーテル
全体を引くか、もしくはイメージングコアのみを引き抜
いて、超音波振動子ユニットを患部に運び、患部の前後
に渡って連続的な超音波観察を行っている。

【０００４】このような超音波カテーテルは、一般にＸ
線透視下で血管内に挿入されるため、超音波カテーテル
の先端部の位置がＸ線透視下で確認できるよう、Ｘ線不
透過性の造影マーカーをカテーテル先端部に有する。超
音波観察位置は、超音波振動子ユニットの位置になる
が、従来は、その近傍であるカテーテル先端部に設けた
造影マーカーを用いて、超音波振動子ユニットの位置を
間接的に把握していたり、超音波振動子ユニット自体を
金メッキ等で被覆したりしていた。また、特開2000-229
083号公報には、超音波振動子ユニットのハウジングを
金や白金等のＸ線造影性の高い材料で形成する技術が開
示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カテー
テル先端部の造影マーカーで把握するものの場合、造影
マーカーの位置と超音波観察位置が一致せず、特にイメ
ージングコアを引き抜く超音波カテーテルの場合は、引
き抜き時にその位置関係がずれてしまい、位置把握がで
きなくなる。また、超音波振動子ユニットを金メッキ等
で被覆するものの場合、明瞭に造影するには、被覆層の
厚みを上げなければならず、そうすると超音波カテーテ
ル自体のサイズ（外径）が大きくなり、超音波カテーテ
ルの患部（狭窄部）通過性等が損なわれてしまう。ま
た、ハウジングの材質をＸ線造影性の高い材料で形成す
る方法は、Ｘ線造影性の高い材料が加工性や強度に問題
を有するため、実用化に到っていない。

【０００６】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、イメージングコアにＸ線造影性付与
手段を付加することで、超音波カテーテルとしての性能
を損なわずに、観察部位を明瞭に識別することができる
超音波カテーテルを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の
（１）〜（９）によって達成される。

【０００８】（１）体腔或いは管腔内に挿入して用いら
れる長尺なカテーテルシースと、該カテーテルシース内
に内蔵され該カテーテルシースの手元側から先端側まで
機械的駆動力を伝達する駆動シャフトと、該駆動シャフ
トの先端側に接続された超音波振動子及び／または超音
波反射板を備えたハウジングと、を備え、前記駆動シャ
フトを外部駆動源により回転させる超音波カテーテルに
おいて、該駆動シャフトの少なくとも一部にＸ線造影性
付与手段を設けたことを特徴とする超音波カテーテル。

【０００９】（２）前記駆動シャフトの先端側の一部も
しくは全体が高Ｘ線造影性材料で形成されている、また
は同材料で被覆されていることを特徴とする上記（１）
に記載の超音波カテーテル。

【００１０】（３）前記駆動シャフトの先端側端部が高
Ｘ線造影性材料のロウで固定されていることを特徴とす
る上記（１）に記載の超音波カテーテル。

【００１１】（４）前記駆動シャフトの先端側端部にＸ
線造影マーカーが設置されていることを特徴とする上記
（１）または（３）に記載の超音波カテーテル。

【００１２】（５）前記駆動シャフトの先端側端部が前
記ハウジングの内側に一部重なり合って接続され、前記
Ｘ線造影マーカーがこの重なりの間に設置されているこ
とを特徴とする上記（４）に記載の超音波カテーテル。

【００１３】（６）前記Ｘ線造影マーカーがコイル状で
あることを特徴とする上記（４）又は（５）に記載の超
音波カテーテル。

【００１４】（７）前記Ｘ線造影マーカーがパイプ状で
あることを特徴とする上記（４）又は（５）に記載の超
音波カテーテル。

【００１５】（８）前記パイプ状のＸ線造影マーカーに
スリットが入っていることを特徴とする上記（７）に記
載の超音波カテーテル。

【００１６】（９）前記駆動シャフトが内腔を有し、前
記Ｘ線造影マーカーが前記駆動シャフト端部の内腔内部
に挿入されていることを特徴とする上記（４）に記載の
超音波カテーテル。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の超音波カテーテル
を添付図面に示す好適構成例に基づいて詳細に説明す
る。

【００１８】図１は本発明の実施の形態に係る超音波カ
テーテルを示す側面図である。図２は図１に示した超音
波カテーテルのイメージングコアの引き抜き状態を説明
する図である。図３は図１に示した超音波カテーテルの
先端部の部分断面図である。また、図４は、図３に示す
超音波振動子ユニットの製造工程を示す図である。

【００１９】図１において、超音波カテーテル１は、体
腔あるいは管腔内に挿入されるカテーテルシース２と、
図示しない外部駆動源と接続するためのコネクタ３とか
らなり、コネクタ３は、カテーテルシース２に連結した
シースコネクタ３ａと、後述する駆動力伝達用の駆動シ
ャフト１０を介して超音波振動子１３と連結する駆動シ
ャフトコネクタ３ｂとよりなる。また、カテーテルシー
ス２の先端にはガイドワイヤ用ルーメン４が備えられて
いる。

【００２０】図２に示すように、駆動シャフトコネクタ
３ｂは、シースコネクタ３ａから引き離すことが可能で
あり、それにより、カテーテルシース２内でイメージン
グコア（超音波振動子１３と駆動シャフト１０）を軸方
向基端側へ移動させることができる。駆動シャフトコネ
クタ３ｂは、駆動シャフト１０の基端側に接続され、超
音波振動子１３をカテーテルシース２に対して相対的に
手元側へ移動させることができる。駆動シャフトコネク
タ３ｂは、駆動シャフト１０の基端の所定部分を覆いな
がらシースコネクタ３ａ内を摺動可能なガイドチューブ
２０を備えている。ガイドチューブ２０は、駆動シャフ
ト１０を引っ張った際に、駆動シャフト１０の基端部分
を外界に露呈させないためのもので、その先端部には膨
張部２１を有し、シースコネクタ３ａからのガイドチュ
ーブ２０の脱落を防止する。

【００２１】カテーテルシース２は、例えばポリイミ
ド、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリウ
レタン等の樹脂の多層構造からなり、管腔内の超音波振
動子が存在し得る位置より基端には、樹脂層の間に金属
製の編組や平板コイル等の補強体が設けられる。

【００２２】図３において、カテーテルシース２の内部
には、カテーテルシース２のほぼ全長にわたって付設さ
れ、しかもカテーテルシース２に対して回転及びスライ
ド可能に内蔵された駆動シャフト１０が設けられてい
る。駆動シャフト１０は、柔軟でしかも手元側から先端
側まで回転をよく伝達できる特性をもつ、例えば、ステ
ンレス等の金属線からなる多重多層密着コイル等で構成
されている。駆動シャフト１０の先端には超音波振動子
１３を備えたハウジング１１が装着されており、ここか
ら体腔内組織に向けて超音波の送受信が行われる。超音
波振動子１３からは後述する複数の信号線１４が駆動シ
ャフト１０の内腔を手元側のコネクタ３内まで通ってい
る。また、駆動シャフト１０には、後述するＸ線造影コ
イル１２がハウジング１１との間に設けられている。駆
動シャフト１０は、人の冠状動脈用超音波カテーテルの
場合、外径０．４〜１．０ｍ、長さ１３００〜１８００
ｍｍ程度のものが好適に用いられる。

【００２３】ガイドワイヤ用ルーメン４は、超音波カテ
ーテル１の最も先端位置となるガイドワイヤ挿入口６と
超音波振動子１３よりも先端位置に設けられたガイドワ
イヤ出口５との間に延在し、カテーテルシース２の先端
部に接着された長さ１５〜４０ｍｍ程度の樹脂製の管状
部材よりなる。

【００２４】カテーテルシース２の管腔内先端には樹脂
製の補強チップ７が設けられ、補強チップ７の中心部分
にはカテーテルシース２の内部に生理食塩水等の超音波
伝播液の注入（プライミング）に用いられる流路８が形
成されている。９は、体腔内挿入時にＸ線透視下で超音
波カテーテル１の先端位置を確認するためのＸ線不透過
マーカであり、Ｐｔ、Ａｕ、Ｉｒ等のＸ線不透過性の高
い金属コイルから構成される。

【００２５】以下、図４を参照しながら、駆動シャフト
１０の先端にＸ線造影コイル１２およびハウジング１１
を接続する工程を説明する。

【００２６】駆動シャフト１０としては太さと強度の観
点から、３重巻きコイルが好適に用いられる。３重のコ
イルのそれぞれは、互い違いに巻き方向を変えたものが
使用される。駆動シャフト１０の先端部には、先端を細
径化する段付き加工がなされる。まず、図４（１）に示
されるように、駆動シャフト１０の端部を接着剤やろう
付け等によって固める。次いで、図４(２)に示されるよ
うに、旋盤などを用いて外表面を削り、細径化する。

【００２７】段付き加工された駆動シャフト１０先端の
細径部の表面には、Ｘ線造影コイル１２が嵌入・固定さ
れる（図４(３)）。Ｘ線造影コイル１２は、Ｐｔ、Ａ
ｕ、Ｉｒ等のＸ線不透過性（造影性）の高い金属コイル
から構成される。また、Ｘ線造影コイルの外径は段付き
加工されない駆動シャフト１０の外径よりも小さい。

【００２８】次に、図４（４）のように、ハウジング１
１が、Ｘ線造影コイル１２の上に覆い被さるように嵌入
・固定される。最後に図４(５)に示されるように、駆動
シャフト１０内に信号線１４を通し、ハウジング１１の
切欠き部１５内に信号線１４と接続した超音波振動子１
３をはんだ等で固定する。切欠き部１５は、ハウジング
１１の先端側を切欠いて形成され、カテーテルシース２
内への超音波伝播液の注入の際、超音波振動子１３の表
面に気泡が残るのを防ぐため、超音波振動子１３の先端
側に壁になる段差ができないように構成されている。

【００２９】超音波振動子１３は、矩形状あるいは円形
状をしたＰＺＴ等からなる圧電材の両面に、電極を蒸
着、印刷等により形成したものである。超音波振動子１
３の設置位置は、駆動シャフト１０が回転ムラを引き起
こさないように、超音波振動子１３や図示しない背面材
を組み込んだ状態におけるハウジング１１の重心が、回
転軸方向の中心付近となるような位置に設置される。

【００３０】図５は、本発明の超音波カテーテル１を動
作させるシステム全体の構成を説明する図である。駆動
シャフトコネクタ３ｂと結合可能な外部駆動源３０は、
モータを内蔵し、駆動シャフト１０を介して超音波振動
子１３を回転駆動させる。また、超音波振動子１３とは
駆動シャフト１０内に延在する信号線１４を介して電気
的にも接続されており、超音波の送信・受信信号は超音
波診断装置３１へ送られる。超音波診断装置３１は、表
示部３２により体腔内の横断面像を表示し、画像の調節
や駆動装置の制御は操作パネル３３により行われる。ま
た、得られた画像は画像記録装置３４により録画され
る。

【００３１】本発明の超音波カテーテル１における超音
波の走査（スキャン）は、外部駆動源３０内のモータの
回転運動を駆動シャフト１０に伝達し、駆動シャフト１
０の先端に固定されたハウジング１１を回転させること
によって、ハウジング１１に設けられた超音波振動子１
３で送受される超音波を略径方向に走査することによっ
て行われる。ここで得られる超音波画像は、血管内の横
断面像である。また、超音波カテーテル１全体、あるい
は駆動シャフトコネクタ３ｂを手元側へ引っ張り、駆動
シャフト１０を長手方向に移動させることによって、血
管内の軸方向に間隔を空けた包囲組織体における３６０
°の断面画像を任意の位置まで走査的に得ることができ
る。

【００３２】次に、本発明の操作方法と作用について、
人の冠状動脈用超音波カテーテルとして用いる例を基に
説明する。

【００３３】まず、滅菌された超音波カテーテル１を用
意し、カテーテルシース２の内部を生理食塩液等の超音
波伝播物質で満たすプライミング操作を行う。プライミ
ング操作は、シースコネクタ３ｂに設けられた注入口２
２に注射器を取り付けることによって行う。

【００３４】次に、患者の大腿部若しくは上腕部の動脈
から超音波カテーテル１を血管内へ挿入する。ここでの
挿入作業は、一般のＰＴＣＡ用カテーテルと全く同様で
あるので図示は省略するが、イントロデューサシースの
導入、イントロデューサシース内へのガイディングカテ
ーテルとガイドワイヤの導入が行われ、超音波カテーテ
ル１は、ガイドワイヤルーメン４に挿入したガイドワイ
ヤに沿って、ガイディングカテーテル内を進めていくも
のである。ガイデイングカテーテルは、心臓内の冠状動
脈の入口に先端を位置させ、冠状動脈内はガイドワイヤ
と超音波カテーテル２のみが進入することとなる。

【００３５】体内に挿入された状態では、術者は、Ｘ線
造影像上でのみ各カテーテルの位置を確認することが出
来る。本発明の超音波カテーテル１においては、Ｘ線造
影像上にＸ線不透過マーカ９と、Ｘ線造影コイル１２が
明瞭に描出される。こうして術者は、Ｘ線不透過マーカ
９により超音波カテーテル１の先端部の位置を認知する
ことができる。また、Ｘ線造影コイル１２により、駆動
シャフト１０の先端位置を認知することができ、それと
の相対的な関係から、超音波振動子１３の位置を認知す
ることもできる。超音波振動子１３がカテーテルシース
２の内部を移動した場合においても、駆動シャフト１０
が同様に移動するため、術者はＸ線造影コイル１２によ
り血管壁の超音波断層像を得る点である超音波振動子１
３の位置を常に確認することが可能である。従って、Ｘ
線不透過マーカ９とＸ線造影コイル１２は、それぞれ重
要な役割を有することとなる。

【００３６】以上、本発明の超音波カテーテルを図示の
実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。例えば、Ｘ線造影性付与手段である
Ｘ線造影コイル１２は、パイプ状であってもよく、その
場合、段付き部に隙間無く接合できるように、パイプの
側壁にスリットが入っているものでも良い。また、Ｘ線
造影性付与手段は駆動シャフトの内部に挿入されていて
も良い。さらに駆動シャフト自体を金あるいは金メッキ
された素材で構成しても良く、駆動シャフトの素線を束
ね、段付き加工を行うために端部を固めるときに用いる
ロウを金ロウ等してもよい。

【００３７】また、本実施形態においては、超音波振動
子が駆動シャフト先端に固定され、回転するものについ
て説明したが、超音波振動子をカテーテルシース先端に
固定し、駆動シャフト先端には該超音波振動子から出射
される超音波を半径方向に反射する超音波反射ミラーを
固定して回転させる、いわゆるミラー回転方式の超音波
カテーテルに対して本発明を適用することも可能であ
る。

【００３８】なお、以上説明した実態の形態は、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。従っ
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含む趣旨で
ある。

【００３９】

【発明の効果】以上に述べたごとく、本発明の超音波カ
テーテルによれば、超音波カテーテルとしての性能を損
なわずに、Ｘ線造影下において超音波振動子の位置を正
確に把握することができ、超音波振動子を移動させた場
合であっても常に位置を把握できるため、手術の効率が
向上し、ひいては操作者の不快感や疲労感を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る超音波カテーテルを示す側面図
である。

【図２】 本発明に係る超音波カテーテルのイメージン
グコアの引き抜き状態を説明する図である。

【図３】 本発明に係る超音波カテーテルの先端部の部
分断面図である。

【図４】 本発明に係る超音波カテーテルのイメージン
グコアの製造工程を説明する図である。

【図５】 本発明に係る超音波カテーテルのシステム全
体構成を説明する図である。

【符号の説明】

１…超音波カテーテル ２…カテーテルシース ３…コネクタ ４…ガイドワイヤ用ルーメン ９…Ｘ線不透過マーカ １０…駆動シャフト １１…ハウジング １２…Ｘ線造影コイル １３…超音波振動子 １４…信号線 ３０…外部駆動源 ３１…超音波診断装置 ３２…表示部 ３３…操作パネル ３４…画像記録装置

フロントページの続き (72)発明者 勝又 洋 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目44番１号 テル モ株式会社内 Ｆターム(参考） 4C061 BB08 JJ01 WW16 4C167 AA05 BB02 BB43 BB45 BB63 CC07 GG21 4C301 FF09 GA06 4C601 FE03 GA01 GA06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体腔或いは管腔内に挿入して用いられる
   長尺なカテーテルシースと、該カテーテルシース内に内
   蔵され該カテーテルシースの手元側から先端側まで機械
   的駆動力を伝達する駆動シャフトと、該駆動シャフトの
   先端側に接続された超音波振動子及び／または超音波反
   射板を備えたハウジングと、を備え、前記駆動シャフト
   を外部駆動源により回転させる超音波カテーテルにおい
   て、該駆動シャフトの少なくとも一部にＸ線造影性付与
   手段を設けたことを特徴とする超音波カテーテル。
2. 【請求項２】 前記駆動シャフトの先端側の一部もしく
   は全体が高Ｘ線造影性材料で形成されている、または同
   材料で被覆されていることを特徴とする請求項１に記載
   の超音波カテーテル。
3. 【請求項３】 前記駆動シャフトの先端側端部が高Ｘ線
   造影性材料のロウで固定されていることを特徴とする請
   求項１に記載の超音波カテーテル。
4. 【請求項４】 前記駆動シャフトの先端側端部にＸ線造
   影マーカーが設置されていることを特徴とする請求項１
   または３に記載の超音波カテーテル。
5. 【請求項５】 前記駆動シャフトの先端側端部が前記ハ
   ウジングの内側に一部重なり合って接続され、前記Ｘ線
   造影マーカーがこの重なりの間に設置されていることを
   特徴とする請求項４に記載の超音波カテーテル。
6. 【請求項６】 前記Ｘ線造影マーカーがコイル状である
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の超音波カテー
   テル。
7. 【請求項７】 前記Ｘ線造影マーカーがパイプ状である
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の超音波カテー
   テル。
8. 【請求項８】 前記パイプ状のＸ線造影マーカーにスリ
   ットが入っていることを特徴とする請求項７に記載の超
   音波カテーテル。
9. 【請求項９】 前記駆動シャフトが内腔を有し、前記Ｘ
   線造影マーカーが前記駆動シャフト端部の内腔内部に挿
   入されていることを特徴とする請求項４に記載の超音波
   カテーテル。