JP2004105367A

JP2004105367A - ウォータージェットメス

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Publication number: JP2004105367A
Application number: JP2002270343A
Authority: JP
Inventors: Naoko Fujioka; 藤岡　直子; Takuya Hayashi; 林　琢也; Osamu Endo; 遠藤　修
Original assignee: Aubex Corp; Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Aubex Corp; Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-17
Also published as: JP3793132B2

Abstract

【課題】内視鏡治療で使用できるウォータージェットメスを提供すること。
【解決手段】ウォータージェットメスは、シリンジから流体を高圧で圧送するウォータージェット発生装置と、シリンジに接続されて先端のノズルから流体を噴射するカテーテル１２とを有し、カテーテル１２は、可撓性を有する内管３４と、この内管３４を覆う編組線層３５と、この編組線層３５を覆い可撓性を有する外管３６とを備えている。これにより、コンプライアンスを低くできるので、ノズル噴射圧力の立ち上がり時間を短縮でき、所定のノズル噴射圧力に到達するまでの間に噴射される流体の量を低減できるから、流体が粘膜表面にほとんど溜まることがなく、内視鏡治療においてウォータージェットメスを使用できる。また、カテーテル１２を体腔や血管に挿入した際に、体腔や血管内部の形状に容易に追従できる。
【選択図】　　　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、内視鏡的粘膜切除術（ＥＭＲ）や食道静脈瘤に対する内視鏡的硬化療法（ＥＩＳ）等の内視鏡治療において、生体組織への穿孔、注入、剥離、粉砕、洗浄、散布に用いられるウォータージェットメスに関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、早期胃癌に対する内視鏡的粘膜切除術（ＥＭＲ）や食道静脈瘤に対する内視鏡的硬化療法（ＥＩＳ）等の内視鏡治療では、生理食塩水や硬化剤等の流体を注入する際には局注針が用いられている。
例えば、内視鏡的粘膜切除術（ＥＭＲ）の手順を説明する。
図８に示すように、胃壁１４０は、内側から順に、固有筋層１４１、粘膜下層１４２、粘膜筋板１４３、粘膜１４４が積層されて構成され、粘膜１４４上には、病変１４５が形成されている。
局注針１４９を、粘膜１４４、粘膜筋板１４３および粘膜下層１４２を貫通させて、病変１４５の下の粘膜下層１４２にまで到達させ、生理食塩水を注入して、病変１４５を表面側に押し上げる。続いて、図９に示すように、病変１４５をガイドチューブ１４７で吸引して持ち上げた状態で、病変１４５にスネア鉗子１４８をかけて高周波電流をかけて切除する。
【０００３】
次に、食道静脈瘤に対する内視鏡的硬化療法（ＥＩＳ）の手順を説明する。
図１０に示すように、食道壁１５０は、胃壁１４０と同様の構成を有しており、上述した内視鏡的粘膜切除術（ＥＭＲ）と同様の方法で、粘膜下層１４２に硬化剤を注入する。
【０００４】
しかしながら、上述した局注針１４９を用いる方法では、注入深度の制御が困難であるため、固有筋層１４１を貫通し穿孔してしまう可能性や、流体が壁外に漏出してしまうことによる縦隔炎の可能性があった。さらに、針穴からの出血に対する止血処理に時間がかかってしまい治療時間がかかるという問題があった。
【０００５】
一方、胆石の除去等の開腹手術および腹腔内手術では、１９９０年代より、ウォータージェットメスが用いられている。
例えば、ウォータージェットメス１１０は、図１１に示すように、流体を高圧で圧送するウォータージェット発生装置１１１と、このウォータージェット発生装置１１１に接続され先端のノズル１３０から流体を噴射するカテーテル１１２とを含んで構成されている。カテーテル１１２は、ステンレスで形成されている。
胆石の除去手術では、ウォータージェットメス１１０でウォータージェットを噴射させることにより、胆嚢とその周囲の脂肪組織等とを剥離させる。
【０００６】
ところで、以上のウォータージェットメス１１０を、内視鏡的粘膜切除術（ＥＭＲ）や食道静脈瘤に対する内視鏡的硬化療法（ＥＩＳ）等の内視鏡治療に応用することが提案されている。
この場合、カテーテル１１２は、内視鏡のワーキングチャンネルに対する挿入深度や、その先端のノズル１３０からの噴射角度を自在に調整する必要があるため、可撓性を有しかつ表面の滑り特性の高い材料、例えばポリエステルで形成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ウォータージェット発生装置１１１から流体が所定圧力で圧送されると、この圧力によりカテーテル１１２の管径が弾性変形して拡がってしまうため（コンプライアンス）、圧送された流体は拡がったカテーテル内部を通ってノズルから噴射される。したがって、カテーテル１１２の管径が通常の大きさから拡がった大きさになるまでの間に、ノズル噴射圧力は注入圧力に対して大幅に低下し、所定のノズル噴射圧力が流体の噴射開始から所定時間だけ得られなかった。
よって、所定のノズル噴射圧力に到達しても、所定のノズル噴射圧力に到達するまでの間に既に噴射された流体が粘膜１４４表面に溜まるため、粘膜１４４表面に所定の噴射圧力を加えることができず、内視鏡的粘膜切除術（ＥＭＲ）において、粘膜１４４、粘膜筋板１４３および粘膜下層１４２を切開できなかった。また、内視鏡的硬化療法（ＥＩＳ）においても、同様の原因で粘膜下層１４２に硬化剤を注入できなかった。
【０００８】
本発明の目的は、内視鏡治療で使用できるウォータージェットメスを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のウォータージェットメスは、次の構成を採用する。
請求項１に記載のウォータージェットメスは、シリンジから流体を高圧で圧送するウォータージェット発生装置と、前記シリンジに接続されて先端のノズルから前記流体を噴射するカテーテルとを備えたウォータージェットメスであって、前記カテーテルは、可撓性を有する内管と、この内管を覆う編組線層と、この編組線層を覆い可撓性を有する外管とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
編組線層は、複数の金属線を編んで管状に形成したものであって、各金属線は螺旋状になっているものであり、材質は特に限定されないが、ステンレスが挙げられる。
内管は、材質は特に限定されないが、例えば、ポリウレタンのように表面が滑らかな材料で形成すれば、流体がカテーテル内部を通る際に摩擦損失を小さくできるから、シリンジ注入圧力からの圧力低下を極力抑えることができる。よって、所定のノズル噴射圧力を得るためのシリンジ注入圧力を低く設定でき、ウォータージェットメスの運転コストを低減できる。
外管は、材質は特に限定されないが、例えば、ポリエチレンのように表面が滑らかな材料で形成すれば、カテーテルを内視鏡のワーキングチャンネルに円滑に挿入できる。
【００１１】
この発明によれば、編組線層を設けたので、金属線が内管を覆うことになるから、流体の圧力により内管の管径が拡がろうとしても、管径の拡がりを抑制して、コンプライアンスを低くできる。よって、ノズル噴射圧力の立ち上がり時間を短縮できる。したがって、所定のノズル噴射圧力に到達するまでの間に噴射される流体の量を低減できるから、流体が粘膜表面にほとんど溜まることがなく、粘膜表面に所定の噴射圧力を加えて、切開溝の形成および流体の注入を確実に行うことができ、内視鏡治療においてウォータージェットメスを使用できる。
また、編組線層は柔軟性を有しているから、カテーテルを体腔や血管に挿入した際に、体腔や血管内部の形状に容易に追従できる。
【００１２】
請求項２に記載のウォータージェットメスは、請求項１に記載のウォータージェットメスにおいて、前記シリンジは、透明性を有しかつ剛性が高い材料で形成されていることを特徴とする。
シリンジを形成する材料としては、高剛性、高硬度で、耐熱性、耐溶液性、透明性に優れており、ディスポーザルであることが好ましく、例えば、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、環状ポリオレフィン、ポリシチレン、アクリル、およびアクリルシチレン等が挙げられる。
この発明によれば、シリンジを透明性を有しかつ剛性が高い材料で形成したので、従来のポリプロピレン製シリンジに比べ、特に、引張り強さや曲げ強さ等が大きく、コンプライアンスを低くできる。また、内部の流体を目視で確認できるため、ウォータージェットメスを円滑に操作できる。
【００１３】
請求項３に記載のウォータージェットメスは、請求項１または２に記載のウォータージェットメスにおいて、前記カテーテルは、その基端外周面に鍔部を備えるとともに、前記シリンジは、その先端側外周面の一部に設けられ前記カテーテルの鍔部が前記シリンジの圧送方向に交差する方向から挿入可能な切欠部と、前記シリンジ内周面の前記切欠部より先端側に設けられ前記鍔部が前記シリンジの圧送方向に係止可能な被係止部を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、カテーテルの鍔部をシリンジの切欠部にシリンジの圧送方向に交差する方向から挿入する。すると、カテーテルの鍔部は、シリンジの被係止部にシリンジの圧送方向に係止される。よって、この状態でシリンジ内の流体が圧送されても、カテーテルは、シリンジの圧送方向に付勢されるにもかかわらず、シリンジから脱落しない。したがって、カテーテルをシリンジに対して脱着自在にできるから、カテーテルを洗浄が不要なディスポーザブルとすることができ、衛生的である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係るウォータージェットメス１０の断面図が示されている。
ウォータージェットメス１０は、シリンジ２０から流体を高圧で圧送するウォータージェット発生装置１１と、シリンジ２０に接続されて先端のノズル３０から流体を噴射するカテーテル１２とを備えている。
カテーテル１２は、内視鏡のワーキングチャンネル４０に挿通されるものであって、筒状のカテーテル本体３１と、カテーテル本体３１の基端に設けられ後述するシリンジ２０の被接続部２３に接続される接続部３２と、カテーテル本体３１の先端に設けられたノズル３０とを備えている。
【００１５】
図２（Ａ）および（Ｂ）には、カテーテル１２の接続部３２の正面図および側面図が示されている。
接続部３２は、カテーテル本体３１の基端外周面に設けられカテーテル本体３１より大きな外径を有する鍔部３３を備えている。
【００１６】
図１に戻って、ウォータージェット発生装置１１は、シリンジ筒２１、このシリンジ筒２１内部に設けられたピストン２２、およびシリンジ筒２１先端に設けられた被接続部２３を有するシリンジ２０と、ピストン２２を往復運動させる往復運動機構（図示省略）を備え、ピストン２２の外周には、シリンジ筒２１に密着するＯリング２４が２重に設けられている。シリンジ２０は、透明性を有しかつ剛性が高い材料で形成されている。
以上のウォータージェット発生装置１１は、往復運動機構によってピストン２２が前進することによって、シリンジ筒２１内の流体をシリンジ２０先端から高圧で圧送するものである。
【００１７】
図３（Ａ）および（Ｂ）には、シリンジ２０の被接続部２３の正面図および断面図が示されている。
被接続部２３は、シリンジ筒２１先端側外周面の一部を切り欠いて形成されカテーテル１２の鍔部３３がシリンジ２０の圧送方向に交差する方向から挿入可能な切欠部２７と、シリンジ筒２１内周面の切欠部２７より先端側に設けられ鍔部３３がシリンジ２０の圧送方向に係止可能な被係止部２８とを備えている。
【００１８】
したがって、シリンジ２０とカテーテル１２との接続方法は、以下のようになる。カテーテル１２の接続部３２の鍔部３３を、シリンジ２０の被接続部２３の切欠部２７に対して、シリンジ２０の圧送方向に交差する方向から挿入する。すると、カテーテル１２の鍔部３３は、被係止部２８にシリンジ２０の圧送方向に係止される。
【００１９】
図４（Ａ）および（Ｂ）には、カテーテル１２のカテーテル本体３１の正面図および側面図が示されている。
カテーテル本体３１は、可撓性を有するポリウレタン製の内管３４と、この内管３４を覆うステンレス製の編組線層３５と、この編組線層３５を覆い可撓性を有するポリエチレン製の外管３６とを備えている。
編組線層３５は、複数の金属線を編んで管状に形成したものであって、各金属線は螺旋状になっている。
【００２０】
図５には、カテーテル１２のノズル３０の断面図が示されている。
ノズル３０は、先端に向かうに従って内径が小さくなる筒状のノズル本体３７と、このノズル本体３７の先端側外周に設けられノズル本体３７に沿って延びるノズル鍔部３８とを備えている。
ノズル本体３７とノズル鍔部３８との間にカテーテル１２のカテーテル本体３１先端が差し込まれてエポキシ樹脂等で接着されることにより、ノズル３０はカテーテル１２先端に接続される。
【００２１】
内視鏡的粘膜切除術（ＥＭＲ）におけるウォータージェットメス１０の使用方法を説明する。
図６に示すように、カテーテル１２先端のノズル３０を粘膜１４４表面に接近させて、ウォータージェット発生装置１１から生理食塩水をカテーテル１２を通して圧送し、ノズル３０から噴射させる。ノズル３０から噴射圧力は、粘膜筋板１４３の切開閾値以上かつ固有筋層１４１の切開閾値以下とする。これにより、図７に示すように、粘膜１４４、粘膜筋板１４３および粘膜下層１４２を切開して、病変１４５の周囲に切開溝１４６を形成するとともに、粘膜下層１４２に噴射液を貯留させて病変１４５を表面側に押し上げる。続いて、病変１４５をガイドチューブ１４７で吸引して持ち上げた状態で、切開溝１４６にスネア鉗子１４８をかけて高周波電流をかけて切除する。
【００２２】
以上のウォータージェットメス１０によれば、病変１４５周囲に生理食塩水を噴射することにより、粘膜下層１４２に噴射液を貯留させるとともに、切開溝１４６を形成できるから、従来のように局注針で粘膜下層１４２に注入する場合に比べ、スネア鉗子１４８を病変１４５にかけやすく、病変１４５を迅速に切除できる。
このとき、ウォータージェットの噴流の流体力学的特性（コアンダ効果）により、粘膜筋板１４３および粘膜下層１４２内の血管を損傷せずに切開溝１４６を確実に形成できるから、無血操作が可能となり、切開時間の短縮を図ることができる。また、縦隔気腫や皮下気腫の発生を防止できる。
【００２３】
また、食道静脈瘤に対する内視鏡的硬化療法（ＥＩＳ）についても、上述した内視鏡的粘膜切除術（ＥＭＲ）で述べた効果と同様の効果が得られるほか、ノズル噴射圧力を調整することによって、従来のように硬化剤の注入に局注針を用いる場合に比べ、硬化剤の注入深度を容易に調整できる。
【００２４】
したがって、本実施形態によれば以下の効果がある。
（１）編組線層３５を設けたので、金属線が内管３４を覆うことになるから、流体の圧力により内管３４の管径が拡がろうとしても、管径の拡がりを抑制して、コンプライアンスを低くできる。よって、ノズル３０の噴射圧力の立ち上がり時間を短縮できる。したがって、所定のノズル噴射圧力に到達するまでの間に噴射される流体の量を低減できるから、流体が粘膜１４４表面にほとんど溜まることがなく、粘膜１４４表面に所定の噴射圧力を加えて、切開溝１４６の形成および流体の注入を確実に行うことができ、内視鏡治療においてウォータージェットメス１０を使用できる。また、編組線層３５は柔軟性を有しているから、カテーテル１２を体腔や血管に挿入した際に、体腔や血管内部の形状に容易に追従できる。
【００２５】
（２）内管３４を表面が滑らかなポリウレタンで形成したので、流体がカテーテル１２内部を通る際に摩擦損失を小さくできるから、シリンジ注入圧力からの圧力低下を極力抑えることができる。よって、所定のノズル噴射圧力を得るためのシリンジ注入圧力を低く設定でき、ウォータージェットメス１０の運転コストを低減できる。
【００２６】
（３）外管３６を表面が滑らかなポリエチレンで形成したので、カテーテル１２を内視鏡のワーキングチャンネル４０に円滑に挿入できる。
【００２７】
（４）シリンジ２０を透明性を有しかつ剛性が高い材料で形成したので、従来のポリプロピレン製シリンジに比べ、特に、引張り強さや曲げ強さ等が大きく、コンプライアンスを低くできる。また、内部の流体を目視で確認できるため、ウォータージェットメス１０を円滑に操作できる。
【００２８】
（５）カテーテル１２の鍔部３３をシリンジ２０の切欠部２７にシリンジ２０の圧送方向に交差する方向から挿入する。すると、カテーテル１２の鍔部３３は、シリンジ２０の被係止部２８にシリンジ２０の圧送方向に係止される。よって、この状態でシリンジ筒２１内の流体が圧送されても、カテーテル１２は、シリンジ２０の圧送方向に付勢されるにもかかわらず、シリンジ２０から脱落しない。したがって、カテーテル１２をシリンジ２０に対して脱着自在にできるから、カテーテル１２を洗浄が不要なディスポーザブルとすることができ、衛生的である。
【００２９】
［実施例］
・シリンジ：ポリエーテルスルホン製
・カテーテル
内管　　：ポリウレタン製
編組線　：ステンレス製
外管　　：ポリエチレン製
長さ　　：２ｍ
内径　　：１．０５×１０^−３ｍ
外径　　：２．５０×１０^−３ｍ
・ノズル
長さ　　：５．００×１０^−４ｍ
先端内径：０．２０×１０^−３ｍ
【００３０】
シリンジの材質についての物性値を以下に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
ポリエーテルスルホンは、ポリプロピレンに比べ、高硬度で、耐熱性、透明性に優れており、引張り強さおよび曲げ強さも大きいことがわかる。そのため、コンプライアンスを低くなるから、ノズル噴射圧力の立ち上がり時間を短縮して、所定のノズル噴射圧力を速やかに得ることができる、といえる。
【００３３】
また、エピネフリン加生理食塩水をノズルから噴射させ、１０ｍｍ離れた点で噴射圧を測定した結果を以下に示す。
【００３４】
【表２】

【００３５】
［内視鏡的粘膜切除術］
以上の条件で、新鮮豚の摘出胃壁を用いて、ノズルから胃粘膜までの距離を１０ｍｍとし、胃粘膜の切開を試みたところ、シリンジ注入速度５ｍＬ／ｓでは、粘膜および粘膜筋板の切開が確認され、粘膜下層には噴射液が３ｍｍの厚みで貯留し、固有筋層には穿孔、損傷は見られなかった。
また、シリンジ注入速度６ｍＬ／ｓおよび７ｍＬ／ｓでは、粘膜下層には噴射液が８ｍｍの厚みで貯留していた。
【００３６】
次に、上述したシリンジ注入速度でノズルを２０ｍｍ移動させて、胃粘膜の連続切開を試みたところ、シリンジ注入速度５ｍＬ／ｓ、移動速度０．５ｍｍ／ｓでは、粘膜および粘膜筋板の切開が確認され、粘膜下層には噴射液が２ｍｍの厚みで貯留し、固有筋層には穿孔、損傷は見られなかった。
また、シリンジ注入速度６ｍＬ／ｓ以上、移動速度１．５ｍｍ／ｓでは、粘膜および粘膜筋板の切開が確認され、粘膜下層には噴射液が８ｍｍの厚みで貯留していた。
【００３７】
次に、上述したシリンジ注入速度でノズルを２０ｍｍ移動させて、胃粘膜の円周状連続切開を試みたところ、シリンジ注入速度６ｍＬ／ｓ以上では、粘膜および粘膜筋板の切開が確認され、固有筋層には穿孔、損傷は見られなかった。
【００３８】
［食道静脈瘤に対する内視鏡的硬化療法］
新鮮イヌの摘出食道壁を用いて、ノズルから食道粘膜までの距離を１０ｍｍ、シリンジ注入圧力４５ｋｇｆ／ｃｍ^２（４４１Ｎ／ｃｍ^２）、注入量１回２ｍＬ程度の条件で、ノズルの食道粘膜表面に対する角度を３０度〜９０度で変化させながら生理食塩液の注入を試みた。その結果、４５度以下では、粘膜下層に注入できなかったが、４５度以上では、粘膜下層に注入でき、いずれの場合も固有筋層には穿孔、損傷は見られなかった。
以上より、ヒトの粘膜および粘膜筋板は、ブタより薄くイヌより厚いため、ヒトに対して応用可能であると考えられる。
【００３９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のウォータージェットメスによれば、次のような効果が得られる。
編組線層を設けたので、流体の圧力により内管の管径が拡がろうとしても、管径の拡がりを抑制して、コンプライアンスを低くできる。よって、ノズル噴射圧力の立ち上がり時間を短縮できる。したがって、所定のノズル噴射圧力に到達するまでの間に噴射される流体の量を低減できるから、流体が粘膜表面にほとんど溜まることがなく、粘膜表面に所定の噴射圧力を加えて、切開溝の形成および流体の注入を確実に行うことができ、内視鏡治療においてウォータージェットメスを使用できる。また、編組線層は柔軟性を有しているから、カテーテルを体腔や血管に挿入した際に、体腔や血管内部の形状に容易に追従できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るウォータージェットメスを示す断面図である。
【図２】（Ａ）前記実施形態に係るカテーテル基端部の正面図である。
（Ｂ）前記実施形態に係るカテーテル基端部の側面図である。
【図３】（Ａ）前記実施形態に係るシリンジ先端部の正面図である。
（Ｂ）前記実施形態に係るシリンジ先端部の断面図である。
【図４】（Ａ）前記実施形態に係るカテーテル中間部の正面図である。
（Ｂ）前記実施形態に係るカテーテル中間部の側面図である。
【図５】前記実施形態に係るノズルの断面図である。
【図６】前記実施形態に係るウォータージェットメスを用いた内視鏡的粘膜切除術における生理食塩水の注入手順を説明するための図である。
【図７】前記実施形態に係るウォータージェットメスを用いた内視鏡的粘膜切除術における病変の切除手順を説明するための図である。
【図８】従来例に係る内視鏡的粘膜切除術における生理食塩水の注入手順を説明するための図である。
【図９】従来例に係る内視鏡的粘膜切除術における病変の切除手順を説明するための図である。
【図１０】従来例に係る内視鏡的硬化療法の硬化剤の注入手順を説明するための図である。
【図１１】従来例に係るウォータージェットメスを示す図である。
【符号の説明】
１０　　　ウォータージェットメス
１１　　　ウォータージェット発生装置
１２　　　カテーテル
２０　　　シリンジ
２７　　　切欠部
２８　　　被係止部
３０　　　ノズル
３３　　　鍔部
３４　　　内管
３５　　　編組線層
３６　　　外管

Claims

シリンジから流体を高圧で圧送するウォータージェット発生装置と、前記シリンジに接続されて先端のノズルから前記流体を噴射するカテーテルとを備えたウォータージェットメスであって、
前記カテーテルは、可撓性を有する内管と、この内管を覆う編組線層と、この編組線層を覆い可撓性を有する外管とを備えていることを特徴とするウォータージェットメス。
請求項１に記載のウォータージェットメスにおいて、
前記シリンジは、透明性を有しかつ剛性が高い材料で形成されていることを特徴とするウォータージェットメス。
請求項１または２に記載のウォータージェットメスにおいて、
前記カテーテルは、その基端外周面に鍔部を備えるとともに、
前記シリンジは、その先端側外周面の一部に設けられ前記カテーテルの鍔部が前記シリンジの圧送方向に交差する方向から挿入可能な切欠部と、前記シリンジ内周面の前記切欠部より先端側に設けられ前記鍔部が前記シリンジの圧送方向に係止可能な被係止部を備えていることを特徴とするウォータージェットメス。