JP2007244777A - Medical tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばワイヤ、カテーテルのような、生体に挿入して使用される医療用具に関するものである。 The present invention relates to a medical device used by being inserted into a living body such as a wire or a catheter.
例えば、血管、胆管、気管、食道、尿道などの生体内の管腔に狭窄または閉塞が生じた場合、その狭窄または閉塞を解消して、これらの機能を回復させるための治療が必要となる。このような治療の一例として、カテーテルを用いて脳血管の血栓閉塞症を治療する場合について説明する。 For example, when a stenosis or occlusion occurs in a lumen in a living body such as a blood vessel, a bile duct, a trachea, an esophagus, or a urethra, a treatment for eliminating the stenosis or occlusion and restoring these functions is required. As an example of such treatment, a case of treating cerebral blood vessel thrombosis using a catheter will be described.
脳血管の血栓閉塞症に対しては、患者の脚または腕等の動脈にイントロデューサーシース(導入器)を留置し、該イントロデューサーシースより血管内にガイドワイヤおよびカテーテルを挿入し、該カテーテルの先端部を目的部位(血栓による閉塞部位)の近傍まで進め、カテーテルのルーメンにより血栓溶解剤を注入して血栓を溶解し、目的部位を再開通(血流再開)させるという治療が行われる(例えば、特許文献1参照)。また、場合によっては、カテーテル自体やガイドワイヤの先端で閉塞部位を直接貫通させることも行われる。 For cerebrovascular thrombosis, an introducer sheath (introducer) is placed in an artery such as a leg or arm of a patient, and a guide wire and a catheter are inserted into the blood vessel through the introducer sheath. The tip is advanced to the vicinity of the target site (occlusion site by thrombus), the thrombolytic agent is injected by the lumen of the catheter to dissolve the thrombus, and the target site is resumed (resumption of blood flow) is performed (for example, , See Patent Document 1). In some cases, the catheter itself or the tip of the guide wire is directly penetrated through the occlusion site.
このような治療に際し、カテーテルを目的部位の近傍まで進める操作は、カテーテルの手元側(基端側)で行われ、この操作がカテーテルの先端部まで伝達されるが、脳血管は、細く、かつ複雑な形状に湾曲(蛇行)および分岐しているため、カテーテルの先端部を目的部位の近傍まで到達させる操作は容易ではない。しかも、細く、損傷し易い脳血管に対応すべく、カテーテル自体も細径でかつ柔軟性に富むものであるため、手元側の操作(特にカテーテルの進退操作)がカテーテルの先端部まで十分に伝達されない傾向があり、このような操作性の悪さから、カテーテルの先端部を最適な位置へ位置させることが困難であり、また、血流再開までに長時間を要するという問題がある。 In such treatment, the operation of advancing the catheter to the vicinity of the target site is performed on the proximal side (base end side) of the catheter, and this operation is transmitted to the distal end portion of the catheter. Since it is curved (meandering) and branched into a complicated shape, it is not easy to make the tip of the catheter reach the vicinity of the target site. Moreover, since the catheter itself is small in diameter and flexible enough to handle thin and easily damaged cerebral blood vessels, the proximal side operation (especially catheter advance / retreat operation) tends not to be sufficiently transmitted to the distal end of the catheter. Due to such poor operability, it is difficult to position the distal end of the catheter at an optimal position, and there is a problem that it takes a long time to resume blood flow.
また、このような問題は、脳血管の血栓閉塞症のみならず、例えば虚血性心疾患(狭心症、心筋梗塞等)の治療に対しても同様である。 Such a problem is not only applied to cerebrovascular thromboembolism, but also to, for example, treatment of ischemic heart disease (angina, myocardial infarction, etc.).
本発明の目的は、生体内において医療用具の先端部を迅速に所望の位置に位置させることができる医療用具を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a medical device capable of quickly positioning a distal end portion of a medical device at a desired position in a living body.
このような目的は、下記(1)〜(18)の本発明により達成される。
(1) 生体内に挿入して使用される医療用具であって、
可撓性を有する長尺な線状体で構成された本体と、体腔内で前記本体がその長手方向に自走するための自走手段とを備え、
前記自走手段は、前記本体の途中に設けられ、拡径するように変形して前記本体が挿入された体腔の内面に密着する第1固定用変形部と、
前記本体の前記第1固定用変形部より先端側に設けられ、拡径するように変形して前記本体が挿入された体腔の内面に密着する第2固定用変形部と、
前記本体の前記第1固定用変形部と前記第2固定用変形部との間に設けられ、前記本体の長手方向に伸縮する第1伸縮変形部とを有し、
前記第1固定用変形部、前記第2固定用変形部および前記第1伸縮変形部は、それぞれ、通電により変形する電気活性ポリマーと、前記電気活性ポリマーに通電するための少なくとも2つの電極とを有し、前記電極間に通電することにより作動するアクチュエータを備えることを特徴とする医療用具。
Such an object is achieved by the present inventions (1) to (18) below.
(1) A medical device used by being inserted into a living body,
A main body composed of a long linear body having flexibility, and a self-running means for the main body to self-run in the longitudinal direction in a body cavity,
The self-propelled means is provided in the middle of the main body, is deformed so as to expand in diameter, and is in close contact with the inner surface of the body cavity into which the main body is inserted;
A second fixing deformation portion that is provided on a distal end side of the first fixing deformation portion of the main body, is deformed so as to expand in diameter, and is in close contact with an inner surface of a body cavity into which the main body is inserted;
A first expansion / contraction deformation part that is provided between the first fixing deformation part and the second fixing deformation part of the main body and expands and contracts in a longitudinal direction of the main body;
Each of the first fixing deformation portion, the second fixing deformation portion, and the first expansion / contraction deformation portion includes an electroactive polymer that is deformed by energization and at least two electrodes for energizing the electroactive polymer. A medical device comprising an actuator that operates when energized between the electrodes.
(2) 前記第1固定用変形部、前記第2固定用変形部および前記第1伸縮変形部に設置された各アクチュエータのうちの少なくとも1つは、層状をなす電気活性ポリマーと層状をなす電極とを交互に積層した多層構造体で構成されている上記(1)に記載の医療用具。 (2) At least one of the actuators installed in the first fixing deformation portion, the second fixing deformation portion, and the first expansion / contraction deformation portion includes a layered electroactive polymer and a layered electrode. The medical device according to (1), wherein the medical device is configured by a multilayer structure in which and are alternately laminated.
(3) 前記第1伸縮変形部に設置されたアクチュエータは、その電極間への印加電圧の大小により該アクチュエータの伸縮の程度を設定し得るよう構成されている上記(1)または(2)に記載の医療用具。 (3) In the above (1) or (2), the actuator installed in the first expansion / contraction deformation section is configured to be able to set the degree of expansion / contraction of the actuator depending on the magnitude of the voltage applied between the electrodes. The medical device described.
(4) 前記第1固定用変形部および/または第2固定用変形部に設置されたアクチュエータは、その電極間への印加電圧の大小により該アクチュエータの拡径の程度を設定し得るよう構成されている上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の医療用具。 (4) The actuator installed in the first fixing deformation portion and / or the second fixing deformation portion is configured to be able to set the degree of diameter expansion of the actuator according to the magnitude of the voltage applied between the electrodes. The medical device according to any one of (1) to (3).
(5) 前記第1固定用変形部および前記第2固定用変形部にそれぞれX線造影性が付与されており、X線透視下で、前記第1固定用変形部および前記第2固定用変形部のそれぞれの位置および/または拡張・収縮の状態を把握し得るよう構成されている上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の医療用具。 (5) X-ray contrast is imparted to each of the first fixing deformation portion and the second fixing deformation portion, and the first fixing deformation portion and the second fixing deformation are seen under X-ray fluoroscopy. The medical device according to any one of (1) to (4), which is configured to be able to grasp each position and / or expansion / contraction state of a part.
(6) 前記本体の前記第2固定用変形部より先端側に設けられ、前記本体の長手方向に伸縮する第2伸縮変形部を有し、
前記第2伸縮変形部は、通電により変形する電気活性ポリマーと、前記電気活性ポリマーに通電するための少なくとも2つの電極とを有し、前記電極間に通電することにより作動するアクチュエータを備える上記(1)ないし(5)のいずれかに記載の医療用具。
(6) having a second expansion / contraction deformation portion that is provided on the distal end side of the second fixing deformation portion of the main body and expands and contracts in the longitudinal direction of the main body;
The second expansion / contraction deformation section includes an electroactive polymer that is deformed by energization and at least two electrodes for energizing the electroactive polymer, and includes an actuator that operates by energization between the electrodes ( The medical device according to any one of 1) to (5).
(7) 前記第2伸縮変形部に設置されたアクチュエータは、層状をなす電気活性ポリマーと層状をなす電極とを交互に積層した多層構造体で構成されている上記(6)に記載の医療用具。 (7) The medical device according to (6), wherein the actuator installed in the second expansion / contraction deformed portion is configured by a multilayer structure in which layered electroactive polymers and layered electrodes are alternately stacked. .
(8) 前記第2伸縮変形部に設置されたアクチュエータは、その電極間への印加電圧の大小により該アクチュエータの伸縮の程度を設定し得るよう構成されている上記(6)または(7)に記載の医療用具。 (8) In the above (6) or (7), the actuator installed in the second expansion / contraction deformation part is configured to be able to set the degree of expansion / contraction of the actuator depending on the magnitude of the voltage applied between the electrodes. The medical device described.
(9) 前記自走手段は、前記第1固定用変形部の拡径、前記第1伸縮変形部の伸長、前記第2固定用変形部の拡径、前記第1固定用変形部の縮径および前記第1伸縮変形部の収縮の順に少なくとも1回作動することにより、前記本体が前記体腔内で前進するよう構成されている上記(1)ないし(8)のいずれかに記載の医療用具。 (9) The self-propelled means includes: an enlarged diameter of the first fixing deformation portion, an extension of the first telescopic deformation portion, an enlarged diameter of the second fixing deformation portion, and a reduced diameter of the first fixing deformation portion. The medical device according to any one of (1) to (8), wherein the main body moves forward in the body cavity by operating at least once in the order of contraction of the first expansion / contraction deformation portion.
(10) 前記第1固定用変形部および前記第2固定用変形部の少なくとも一方に、その固定を補助する固定補助手段が設けられている上記(1)ないし(9)のいずれかに記載の医療用具。 (10) In any one of (1) to (9), at least one of the first fixing deformation portion and the second fixing deformation portion is provided with fixing auxiliary means for assisting the fixing. Medical tools.
(11) 前記固定補助手段は、体腔の内面と接触する面に設けられた微小な凹凸である上記(10)に記載の医療用具。 (11) The medical device according to (10), wherein the fixing assisting means is minute unevenness provided on a surface that contacts the inner surface of the body cavity.
(12) 前記固定補助手段は、それが設置された固定用変形部の固定動作に伴って作動し、体腔の内面に係合する係合部材を備えるものである上記(10)に記載の医療用具。 (12) The medical device according to (10), wherein the fixing assisting unit includes an engaging member that operates in accordance with a fixing operation of the fixing deformation unit in which the fixing auxiliary unit is installed and engages with the inner surface of the body cavity. Tools.
(13) 前記本体は、芯材と、芯材の外周を被覆する伸縮性を有する被覆層とを備える上記(1)ないし(12)のいずれかに記載の医療用具。 (13) The medical device according to any one of (1) to (12), wherein the main body includes a core material and a stretchable coating layer that covers an outer periphery of the core material.
(14) 前記第1固定用変形部、前記第2固定用変形部および前記第1伸縮変形部の各アクチュエータは、前記被覆層の内部に埋設されている上記(13)に記載の医療用具。 (14) The medical device according to (13), wherein the actuators of the first fixing deformation portion, the second fixing deformation portion, and the first expansion / contraction deformation portion are embedded in the coating layer.
(15) 前記芯材の一部に、前記芯材の長手方向に伸縮可能な伸縮部が設けられている上記(13)または(14)に記載の医療用具。 (15) The medical device according to (13) or (14), wherein a part of the core material is provided with an expansion / contraction portion that can be expanded and contracted in a longitudinal direction of the core material.
(16) 前記伸縮部は、前記第1伸縮変形部に対応する位置に設けられている上記(15)に記載の医療用具。 (16) The medical device according to (15), wherein the stretchable portion is provided at a position corresponding to the first stretchable deformable portion.
(17) 前記本体の外周面の少なくとも一部に親水性材料で構成された表面層が設けられ、該表面層は前記第1固定用変形部および前記第2固定用変形部の表面には設けられていないことを特徴とする上記(1)ないし(16)のいずれかに記載の医療用具。 (17) A surface layer made of a hydrophilic material is provided on at least a part of the outer peripheral surface of the main body, and the surface layer is provided on the surfaces of the first fixing deformation portion and the second fixing deformation portion. The medical device according to any one of (1) to (16) above, which is not provided.
(18) 前記本体は、ワイヤ本体またはカテーテル本体である上記(1)ないし(17)のいずれかに記載の医療用具。 (18) The medical device according to any one of (1) to (17), wherein the main body is a wire main body or a catheter main body.
本発明によれば、医療用具の先端部が生体の管状器官(官腔)内で自走するため、医療用具の先端部を迅速に所望の位置(適正な位置)に位置させることができる。そのため、治療効果を高め、治療時間を短縮することができる。 According to the present invention, since the distal end portion of the medical device is self-propelled in the tubular organ (public cavity) of the living body, the distal end portion of the medical device can be quickly positioned at a desired position (appropriate position). Therefore, the therapeutic effect can be enhanced and the treatment time can be shortened.
また、第2伸縮変形部を有する場合には、当該第2伸縮変形部が伸長することにより、生体内の管腔に生じた病変部の治療や処置、例えば狭窄部(または閉塞部)等の拡張や貫通を行うことができる。 Moreover, when it has a 2nd expansion-contraction deformation part, when the said 2nd expansion-contraction deformation part expand | extends, the treatment and treatment of the lesioned part which arose in the lumen | bore in the living body, for example, a stenosis part (or occlusion part) etc. Expansion and penetration can be performed.
また、本発明の医療用具は、構成が簡単であり、ワイヤやカテーテルの細径化も可能であり、操作性、取り扱い性にも優れている。特に、先端部に十分な柔軟性を確保し、かつ十分な細径化が図れるため、血管のような細い管状器官への適用に適している。 In addition, the medical device of the present invention has a simple configuration, enables a wire and a catheter to be reduced in diameter, and is excellent in operability and handling. In particular, it is suitable for application to a thin tubular organ such as a blood vessel because a sufficient flexibility can be secured at the distal end portion and a sufficient diameter can be reduced.
そして、本発明の医療用具は、適度な剛性および形状保持性を有しており、ガイドワイヤとしての機能、性能を備えているため、ガイドワイヤへの適用に適している。 And since the medical device of this invention has moderate rigidity and shape retainability, and is provided with the function and performance as a guide wire, it is suitable for the application to a guide wire.
また、本発明の医療用具では、各アクチュエータへの通電のタイミングや印加電圧の設定により、自走速度等を自由かつ容易に設定・調整することができる。そして、必要に応じ各アクチュエータの変形の速度を経時的に変化させることも可能であり、患者の症例等に応じた最適な対応が可能となる。 In the medical device of the present invention, the self-running speed and the like can be set and adjusted freely and easily by setting the energization timing and applied voltage to each actuator. And it is also possible to change the deformation speed of each actuator with time if necessary, and it is possible to optimally respond to the patient's case and the like.
以下、本発明の医療用具について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
1.第1実施形態
図1は、本発明の医療用具をワイヤに適用した場合の実施形態(第1実施形態)を示す縦断面図、図2〜図5は、それぞれ、図1に示す医療用具(ワイヤ)の作動状態を示す縦断面図、図13は、本発明の医療用具の第1固定用変形部および第2固定用変形部におけるアクチュエータの構成例を模式的に示す斜視図、図14は、本発明の医療用具の第1伸縮変形部および第2伸縮変形部におけるアクチュエータの構成例を模式的に示す斜視図である。
Hereinafter, the medical device of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
1. First Embodiment FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment (first embodiment) when the medical device of the present invention is applied to a wire, and FIGS. 2 to 5 respectively show the medical device shown in FIG. FIG. 13 is a perspective view schematically showing a configuration example of an actuator in the first fixing deformation portion and the second fixing deformation portion of the medical device of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a perspective view schematically showing a configuration example of an actuator in a first expansion / contraction deformation portion and a second expansion / contraction deformation portion of the medical device of the present invention.
なお、以下では、図1〜図5、図15〜図18中の右側を「基端」、左側を「先端」として説明するとともに、図1〜図5、図15〜図18中の左右方向(医療用具の長手方向)を「軸方向」または「長手方向」、前記軸方向を中心とした半径方向を「半径方向」として説明する。 In the following, the right side in FIGS. 1 to 5 and 15 to 18 will be described as “base end”, and the left side will be referred to as “tip”, and the left and right directions in FIGS. 1 to 5 and 15 to 18 will be described. (A longitudinal direction of the medical device) is described as an “axial direction” or “longitudinal direction”, and a radial direction centered on the axial direction is described as a “radial direction”.
図1〜図5に示すように、本実施形態の医療用具1は、例えばカテーテルの先端部を誘導するガイドワイヤのようなワイヤに適用されたものであり、本体(ワイヤ本体)2と、例えば血管8のような体腔内で本体2が長手方向に自走するための自走手段4とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 5, the medical device 1 of the present embodiment is applied to a wire such as a guide wire that guides the distal end portion of a catheter, and includes a main body (wire main body) 2 and, for example, Self-propelled means 4 for self-propelling the
本体2は、可撓性を有する長尺な線状体で構成されている。この本体2は、芯材(芯線)21と、芯材21の外周を覆う被覆層22と、被覆層22の先端側に設置された先端チップ(ソフトチップ)23とを備えている。
The
芯材(補強体)21は、主に本体2の剛性を担うものであり、後述するリード線451、461等を収納し得る中空部211を有している。また、芯材21の先端部には、きのこ状の頭部212が形成されている。この頭部212は、先端チップ23内に埋設されている。なお、頭部212の形状は、図示のものに限定されないことは、言うまでもなく、また、このような頭部212が存在しないものであってもよい。
The core material (reinforcing body) 21 mainly bears the rigidity of the
芯材21の構成材料としては、特に限定されず、例えば、Ni−Ti系合金、Cu−Zn合金、Ni−Al合金のような擬弾性を示す合金(超弾性合金を含む)、ステンレス鋼(例えば、SUS304、SUS303、SUS316、SUS316L、SUS316J1、SUS316J1L、SUS405、SUS430、SUS434、SUS444、SUS429、SUS430F、SUS302等SUSの全品種)、ピアノ線、コバルト系合金などの各種金属材料や、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアクリル酸等の内の比較的硬質な性質の樹脂材料を挙げることができる、そのなかでも特に、擬弾性を示す合金(超弾性合金を含む)が好ましく、超弾性合金がさらに好ましい。
The constituent material of the
芯材21の外周面と被覆層22の内周面とは、固着(接着または融着)されているのが好ましいが、固着されていない部分(摺動可能な部分)、あってもよい。例えば、第1伸縮変形部43に対応する部分では、芯材21の外周面と被覆層22の内周面が固着されていないような構成(摺動可能な構成)とすることができる。
The outer peripheral surface of the
なお、図示の構成では、芯材21は、中空の部材で構成されているが、これに限らず、中実の芯材を用いてもよい。
In the illustrated configuration, the
本実施形態の医療用具1では、本体2が前記のような芯材21を有することにより、細径であっても適度な剛性、トルク伝達性、押し込み性(プッシャビリティ)、耐キンク性等が得られ、医療用具1単独でガイドワイヤとしての機能、性能を発揮することができる。
In the medical device 1 of the present embodiment, the
被覆層22内には、後述するアクチュエータ410、420および430の少なくとも外周面側(図示の構成では全体)が埋設されている。この被覆層22は、アクチュエータ410、420の拡径やアクチュエータ430の伸縮を容易に可能とするため、弾性材料(伸縮性を有する材料)で構成された弾性膜(伸縮性膜)であるのが好ましい。また、かかる構成は、各アクチュエータ410、420および430を弾性材料で構成される被覆層22で覆った構成であるとも言える。
In the
被覆層22を構成する弾性材料としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴムのような各種ゴム材料や、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリスチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられる。また、被覆層22のその他の構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリアクリル酸、ポリ酢酸ビニル等が挙げられる。
Examples of the elastic material constituting the
後述するように、アクチュエータ410の作動により第1固定用変形部41が拡径し、アクチュエータ420の作動により第2固定用変形部42が拡径したとき、血管8の内面81に被覆層(弾性膜)22のアクチュエータ410、420の外周面を覆っている部分が密着するので、アクチュエータ410、420の外周面が直接密着する場合に比べて摩擦力が大きくなり、第1固定用変形部41、第2固定用変形部42を血管8に対し強固に固定することができ、より確実な自走が可能となる。
As will be described later, when the first fixing
また、被覆層22は、摩擦の増大による固定力の強化のみならず、防湿(防水)機能をも備えている。これにより、各アクチュエータ410、420、430が湿気から保護され、短絡(リーク)による誤動作や、電極45、46およびそのリード線の腐食等が防止される。
Further, the covering
被覆層22の先端側には、被覆層22よりも柔軟性に富む先端チップ(ソフトチップ)23が設置されている。被覆層22と先端チップ23との接合部の外周面は、段差の無い連続面を構成している。これにより、より一層円滑な自走が可能となる。
A tip chip (soft chip) 23 that is more flexible than the
また、先端チップ23の先端部は、丸みを帯びた形状をなしている。これにより、先端チップ23の先端部が血管8の内面81に接触した場合でも、内面81を傷つけることがなく、安全性が高い。
Further, the tip of the
被覆層22と先端チップ23との界面は、例えば、溶融一体化、融着、接着剤による接着等の方法により、接合(結合)されている。
The interface between the
先端チップ23を構成する弾性材料としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴムのような各種ゴム材料や、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリスチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
Examples of the elastic material constituting the
なお、図示の構成では、被覆層22と先端チップ23とが別部材を接合した構成となっているが、これに限らず、両者が一体的に形成されたものでもよい。
In the configuration shown in the figure, the covering
本体2の外径は、特に限定されないが、0.1〜1.0mm程度が好ましく、0.2〜0.5mm程度がより好ましい。これにより、医療用具1(本体2)の外径を細くすることができるとともに柔軟性を確保することができるので、血管のような細い体腔(管状器官)への適用が可能となる。また、ガイドワイヤ等のワイヤを挿通するカテーテルのルーメン内または針管内への挿入にも適する。
The outer diameter of the
先端チップ23の長さは、特に限定されないが、0.5〜10mm程度が好ましく、1〜3mm程度がより好ましい。
Although the length of the front-end |
次に、自走手段4の構成について、図1、図13および図14等を参照しつつ詳細に説明する。
Next, the configuration of the self-propelled
図1に示すように、自走手段4は、本体2の先端側の所定箇所に設置されており、縮径状態(図1に示す本体2の通常時の外径の状態:初期状態)から拡径するように変形して血管8の内面81に密着する第1固定用変形部41と、第1固定用変形部41より先端側の所定距離離間した位置に設けられ、縮径状態(図1に示す本体2の通常時の外径の状態:初期状態)から拡径するように変形して血管8の内面81に密着する第2固定用変形部42と、第1固定用変形部41と第2固定用変形部42との間に設けられ、軸方向(本体2の長手方向)に伸縮する第1伸縮変形部43とを有している。
As shown in FIG. 1, the self-propelled
第1固定用変形部41は、通電(電圧の印加)により変形する電気活性ポリマー44と、電気活性ポリマー44に接合された電極45および46とを備えたアクチュエータ410を内蔵している。電極45は(+)側の電極、電極46は(−)側の電極であり、これらの電極45、46間に通電(電圧を印加)すると、電気活性ポリマー44が変形し、第1固定用変形部41が拡径する(図2参照)。
The first
本実施形態では、アクチュエータ410は、層状をなす電気活性ポリマー44と層状をなす電極45または46とを交互に積層した多層構造体で構成されている。具体的には、アクチュエータ410は、電極45、電気活性ポリマー44、電極46、電気活性ポリマー44、電極45、電気活性ポリマー44および電極46をこの順に軸方向に積層した7層積層体で構成され、その中心部には円形の貫通孔が形成されており、全体で円環状をなしている(図1および図13参照)。各電極45には、(+)側のリード線451が接続され、各電極46には、(−)側のリード線461が接続されている。このリード線451、452は、図示しない給電制御部および電源に接続されている。
In the present embodiment, the
給電制御部としては、例えばマイクロコンピュータやパーソナルコンピュータで構成されたものが挙げられる。電源としては、例えばAC電源や、バッテリー、電池等が挙げられる。 Examples of the power supply control unit include those constituted by a microcomputer or a personal computer. Examples of the power source include an AC power source, a battery, and a battery.
通電により電気活性ポリマー44が変形(拡径)する原理は、次の通りである。電極(+)45、電極(−)46間に通電(電圧を印加)すると、電気活性ポリマー44の電極46との界面付近にプラスの電荷が、電極45との界面付近にマイナスの電荷が分布し、電気活性ポリマー44の対抗する両面が静電力により引き合う。これにより、層状をなす電気活性ポリマー44は、非通電状態(切電状態)に比してその厚さが減少するが、電気活性ポリマー44の体積は一定であるので、電気活性ポリマー44は、その厚さ方向と直交する方向、すなわち半径方向に伸長(拡張)する。ここで、アクチュエータ410の内側は、芯材21により形状が規制されるので、電気活性ポリマー44は外周方向に優先的に伸長(拡張)し、その結果、アクチュエータ410が拡径する。
The principle of deformation (expansion) of the
電極45、46間への通電を停止(または印加電圧を低減)すると、前記電気活性ポリマー44の対抗する両面の引き合いが解消され、電気活性ポリマー44の形状は復元され、前記初期状態(縮径状態)に戻る。
When energization between the
第2固定用変形部42は、通電(電圧の印加)により変形する電気活性ポリマー44と、電気活性ポリマー44に接合された電極45および46とを備えたアクチュエータ420を内蔵している。電極45は(+)側の電極、電極46は(−)側の電極であり、これらの電極45、46間に通電(電圧を印加)すると、電気活性ポリマー44が変形し、第2固定用変形部42が拡径する(図4参照)。第2固定用変形部42におけるアクチュエータ420の構成、作動および作動原理も前記アクチュエータ410と同様である。
The second
アクチュエータ410、420を前述のような多層構造体で構成したことにより、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42は、初期状態(縮径状態)と拡径状態との外径比(拡張率)を十分に大きく取ることができるとともに、拡径状態を安定的に維持し、血管8の内面81への高い密着力が得られ、より強固に固定することができるので、内面81に対する滑り等を抑制し、自走を確実かつ安定的に行うことができる。なお、前記外径比(拡張率)は、特に限定されないが、1.05倍〜2.5倍程度であるのが好ましく、1.05倍〜1.5倍程度であるのがより好ましい。
By configuring the
第1伸縮変形部43は、通電(電圧の印加)により変形する電気活性ポリマー44と、電気活性ポリマー44に接合された電極45および46とを備えたアクチュエータ430を内蔵している。電極45は(+)側の電極、電極46は(−)側の電極であり、これらの電極45、46間に通電(電圧を印加)すると、電気活性ポリマー44が変形し、第1伸縮変形部43が伸長し、第1固定用変形部41と第2固定用変形部42との離間距離(間隔)が増大する(図3参照)。
The first expansion /
本実施形態では、アクチュエータ430は、層状をなす電気活性ポリマー44と層状をなす電極45または46とを交互に積層した多層構造体で構成されている。具体的には、アクチュエータ430は、電極45、電気活性ポリマー44、電極46、電気活性ポリマー44および電極45をこの順に血管8の半径方向に積層した5層積層体で構成され、その中心部には円形の貫通孔が形成されており、全体で円環状をなしている(図1および図14参照)。各電極45には、(+)側のリード線451が接続され、電極46には、(−)側のリード線461が接続されている。このリード線451、452は、前述した給電制御部および電源に接続されている。
In this embodiment, the
通電により電気活性ポリマー44が変形(伸長)する原理は、次の通りである。図1および図2に示す初期状態(収縮状態)で、電極(+)45、電極(−)46間に通電(電圧を印加)すると、電気活性ポリマー44の電極46との界面付近にプラスの電荷が、電極45との界面付近にマイナスの電荷が分布し、電気活性ポリマー44の対抗する両面(内周面と外周面)が静電力により引き合う。これにより、層状をなす電気活性ポリマー44は、その厚さが減少するが、電気活性ポリマー44の体積は一定であるので、電気活性ポリマー44は、その厚さ方向と直交する方向、すなわち軸方向に伸長し、その結果、アクチュエータ430が軸方向に伸長する。
The principle of deformation (extension) of the
電極45、46間への通電を停止(または印加電圧を低減)すると、前記電気活性ポリマー44の対抗する両面の引き合いが解消され、電気活性ポリマー44の形状は復元され、初期状態(収縮状態)に戻る。
When the energization between the
アクチュエータ430を前述のような多層構造体で構成したことにより、第1伸縮変形部43は、収縮状態と伸長状態との長さの比(伸び率)を十分に大きく取ることができるとともに、収縮状態および伸長状態をそれぞれ安定的に維持することができる。なお、前記収縮状態と伸長状態との長さの比(伸び率)は、特に限定されないが、1.1倍〜4倍程度であるのが好ましく、1.1倍〜2倍程度であるのがより好ましい。
By configuring the
アクチュエータ430の電極45、46間への通電パターンは、通電/切電(非通電)の2者択一に限らず、電極45、46間への印加電圧の大小を連続的または段階的に設定することもできる。この場合、電極45、46間への印加電圧の大きさに対応して第1伸縮変形部43の伸長の度合い(伸び率)が変化する。例えば、自走する速度を比較的遅くする場合には、印加電圧を低めに設定し、自走する速度を比較的速くする場合には、印加電圧を高めに設定すればよい。また、印加電圧を一定にして印加サイクルを増減することでも、自走の速度を調節することができる。
The energization pattern between the
また、このような通電パターンは、アクチュエータ410、420についても同様に適用可能である。例えば、アクチュエータ410、420の電極45、46間への印加電圧の大小を設定することにより、第1固定用変形部41、第2固定用変形部42の拡径時の最大外径(拡径の程度)を調節することができる。この場合、医療用具1を挿入する血管8の太さ(内径)等の条件に応じて第1固定用変形部41と第2固定用変形部42の拡径時の最大外径をそれぞれ最適な値に調節することができ、血管8の太さ等に係わらずより確実な固定ができるという点で好ましい。なお、第1固定用変形部41と第2固定用変形部42とで、拡径時の最大外径を同一に設定しても、異なるように設定してもよい。
Further, such an energization pattern can be similarly applied to the
血管8内で第1固定用変形部41が拡径すると、被覆層22のアクチュエータ410の外周面を覆っている部分が内面81に密着し、本体2を血管8に対し固定する。同様に、血管8内で第2固定用変形部42が拡径すると、被覆層22のアクチュエータ420の外周面を覆っている部分が内面81に密着し、本体2を血管8に対し固定する。本実施形態では、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42における被覆層22の外周面に、拡径時の第1固定用変形部41および第2固定用変形部42の血管8に対する固定を補助する固定補助手段として、図示しない微小な凹凸(粗面を含む)が設けられている。これにより、血管8の内面81に対する摩擦力(密着力)を増大し、固定をより確実に行うことができる。これにより、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42の拡径時に内面81に対する滑り等を抑制し、自走を確実かつ安定的に行うことができる。
When the diameter of the first fixing
図15および図16は、それぞれ、固定補助手段の他の構成例を示す図である。これらの図に示すように、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42の外周部には、拡径時の第1固定用変形部41および第2固定用変形部42の血管8に対する固定を補助する固定補助手段として、係合部材6および7がそれぞれ設けられている。
FIG. 15 and FIG. 16 are diagrams showing other configuration examples of the fixing auxiliary means. As shown in these drawings, blood vessels of the first fixing
係合部材6、7は、前述したような弾性材料で構成されたものである。係合部材6、7は、それぞれ、外径が変化可能な筒状をなしており、それらの先端部61、71が本体2の外周面に例えば接着、融着等により固着されている。係合部材6、7の基端部62、72は、本体2の外周面から離間可能となっている。
The engaging
図15に示すように、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42が初期状態(縮径状態)のとき、係合部材6、7は、それぞれ、閉じた状態となっている。すなわち、係合部材6、7の内周面が本体2の外周面に接触または密着している。
As shown in FIG. 15, when the first fixing
また、図16に示すように、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42が拡張すると、それに伴い、係合部材6、7は、それらの内周面が第1固定用変形部41および第2固定用変形部42に押圧されて拡開し(基端部62、72が拡径し)、テーパ管状となり、基端部62、72が血管8の内面81に係合する。拡径した基端部62、72は、拡張した第1固定用変形部41、第2固定用変形部42から外周方向へ向かう押圧力を受けて血管8の内面に押し付けられる。これにより、血管8に対し後退する方向への移動が阻止され、より確実な固定がなされる。
Further, as shown in FIG. 16, when the first fixing
図15、図16に示す構成では、係合部材6と係合部材7とは、同じ方向(本体2の基端方向)に向かって拡開するが、これに限らず、係合部材6と係合部材7との拡開方向が異なる方向であってもよい。これにより、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42の双方を拡張させて固定した場合、係合部材6および係合部材7の一方が医療用具1の血管8に対する先端方向への移動(前進)を阻止し、他方が基端方向への移動(後退)を阻止するので、両方向への移動を確実に阻止することができる。
In the configuration shown in FIGS. 15 and 16, the engaging
なお、図示されていないが、係合部材6、7の少なくとも基端部62、72に、複数のスリットが形成され、基端部62、72が複数に分割されていてもよい。これにより、係合部材6、7の基端部62、72の拡開を容易に行うことができる。
Although not shown, a plurality of slits may be formed in at least the
また、このような係合部材は、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42のいずれか一方のみに設置されていてもよい。そして、係合部材6、7の形状や材質も前述したものに限定されない。
Further, such an engaging member may be installed only in one of the first fixing
なお、以上のような微小な凹凸や係合部材に代表される固定補助手段は、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42の双方に形成されているのが好ましいが、これらのうちのいずれか一方のみに形成されていてもよい。また、このような固定補助手段は、後述する第2実施形態や第3実施形態にも適用することができる。
In addition, it is preferable that the fixing auxiliary means represented by the minute unevenness and the engaging member as described above are formed in both the first fixing
各アクチュエータ410、420、430の各部に接続されたリード線451、452は、各アクチュエータ410、420、430の内周側の被覆層22および芯材21の管壁を貫通し、芯材21の中空部211を通り、該中空部211の基端開口より引き出され、前述した給電制御部および電源に接続されている。
Lead
給電制御部は、各アクチュエータ410、420、430における電極45、46間への通電/切電のタイミング制御(シーケンス制御)、印加電圧の制御、医療用具1の自走方向(前進/後退)の切り替え制御、異常発生時(例えば第1固定用変形部41の過剰な拡張による圧力増大)の通電停止の制御(エラー処理を含む)等の種々の制御を行う機能を有している。
The power supply control unit controls the timing of energization / disconnection between the
各アクチュエータ410、420、430の電極45、46間への印加電圧は、アクチュエータのサイズや発動圧力等の条件により異なり、特に限定されないが、通常、20V(ボルト)〜5kV程度とされる。電極45、46間への印加電圧は、連続的または段階的に変化してもよく、各アクチュエータ410、420、430は、それに応じた挙動を示す。
The voltage applied between the
各アクチュエータ410、420、430における電気活性ポリマー44としては、静電力に応じて変形する、またはその変形によって電場が変化するような、実質的に絶縁性を有する任意のポリマーまたはゴムが含まれていればよい。具体的には、電気活性ポリマー44としては、例えば、NuSil CF19−2186(NuSilテクノロジー社製)を含むものが挙げられる他、任意の誘電エラストマーポリマー、シリコーンラバー、フルオロエラストマー、ダウコーリニング730(ダウコーリニング社製)のようなシリコーン系ポリマー、4900 VHBアクリルシリーズ(3M社製)のようなアクリル系ポリマー等が挙げられる。
The
各アクチュエータ410、420、430における電極45および46としては、導電性を有する材料で構成されていればよく、特に、金、銀、白銀等の金属や、カーボンブラック、カーボンナノチューブ等の炭素材料等が主材料として含まれていればよく、また、これらの材料と電気活性ポリマーの構成材料との混合物を用いることもできる。
The
また、電極45、46には、例えば、当該電極45、46を構成する金属材料と異なる材料で構成された層が少なくとも1層積層されていてもよい。
In addition, for example, at least one layer made of a material different from the metal material constituting the
積層される層の構成材料としては、例えば、導電率が、電気活性ポリマー44の導電率より大きく、電極45、46の導電率より小さいものが挙げられる。このような構成材料としては、特に限定されないが、例えば、カーボンブラックやコロイド銀を含むフルオロエラストマー、比較的少量のヨウ化ナトリウムを含む水性ラテックスラバー乳濁液、テトラチイアフルバレン/テトラシアノキノジメタン(TTF/TCNQ)電荷移動媒体を含むポリウレタン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を主材料とするものを用いることができる。
As a constituent material of the layer to be laminated, for example, a material whose conductivity is larger than that of the
このような材料で構成された層が、例えば電極45、46に設けられている場合、前記電極45、46間に通電したとき、電気活性ポリマー44の電極45、46との界面付近の電荷の分布(集中)を促進することができる。このようかことから、この積層される層は、電荷分布層と言うことができる。
When a layer made of such a material is provided on the
このようなアクチュエータ410、420、430は、電気的な操作により作動(変形)するため、その応答性および再現性に優れているという利点がある。
Since
以上のような自走手段4は、血管8に対し本体2を先端方向へ移動(本明細書では、単に「前進」とも言う)させることができればよいが、さらに、血管8に対し本体2を基端方向へ移動(本明細書では、単に「後退」とも言う)させることができるもの、すなわち、前進と後退を切り替え可能なものが好ましい。
The self-propelling
医療用具1は、その先端部がX線造影性を有するのが好ましい。これにより、X線透視下で、血管8内における医療用具1の先端部等の位置を把握することができる。各アクチュエータ410、420、430の電極45、46が例えば金、銀、白金のようなX線不透過性を有する材料で構成されている場合には、各アクチュエータ410、420、430自体がX線造影性を有するので好ましい。
The medical device 1 preferably has an X-ray contrast property at the tip. Thereby, the position of the front-end | tip part etc. of the medical device 1 in the
また、各アクチュエータ410、420、430の近傍に、X線不透過性を有する部材(例えば、リング状の部材)または材料(例えば、フィラー)を埋設することにより、当該部分にX線造影性を付与し、または当該部分のX線造影性を増強することができる。
Further, by embedding a member having radiopacity (for example, a ring-shaped member) or a material (for example, filler) in the vicinity of each of the
X線透視下で、自走手段4全体の位置を把握できるだけでもよいが、第1固定用変形部41と第2固定用変形部42のそれぞれにX線不透過性を有する部材または材料が設置されること等により、両者の位置を個別に把握できるように構成することが好ましい。これにより、第1固定用変形部41、第2固定用変形部42間の距離の増減、すなわち、第1伸縮変形部43の伸縮の状態(度合い)を把握することができるからである。
Although it may be possible only to grasp the position of the entire self-propelled
また、X線透視下で、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42の拡張、収縮の状態を把握できるように構成することが好ましい。これは、例えば、被覆層22のアクチュエータ410および420の外周に位置する部分にX線不透過性を有する金属フィラー等を配合し、当該部分の外径の変化を把握し得るように構成することで可能となる。
Further, it is preferable that the first fixing
図17は、本実施形態の医療用具(ワイヤ)1における本体2を構成する芯材21の他の構成例を示す側面図である。
FIG. 17 is a side view showing another configuration example of the
図17に示すように、芯材21は、第1伸縮変形部43に対応する(相当する)部位が、長手方向に伸縮可能な伸縮部215で構成されている。図17(a)は、伸縮部215が伸長前の状態、図17(b)は、伸縮部215が伸長した状態を示す。この伸縮部215は、芯材21の管壁に螺旋状のスリット216を形成することにより、コイル状に形成したものである。この伸縮部215は、第1伸縮変形部43の伸縮に追従して伸縮する。
As shown in FIG. 17, the
図18は、本実施形態の医療用具(ワイヤ)1における本体2を構成する芯材21のさらに他の構成例を示す側面図である。
FIG. 18 is a side view showing still another configuration example of the
図18に示すように、芯材21は、第1伸縮変形部43に相当する部位が、長手方向に伸縮可能な伸縮部217で構成されている。図18(a)は、伸縮部217が伸長前の状態、図18(b)は、伸縮部217が伸長した状態を示す。この伸縮部217は、芯材21の一部を弾性体で構成したものである。その具体例としては、芯材21を途中で切断し、両切断端の間にゴムや熱可塑性エラストマー等の弾性材料で構成される管体(または中実チップ)あるいはコイルバネのようなバネを介在させてこれらを接続したものが挙げられる。この伸縮部217は、第1伸縮変形部43の伸縮に追従して伸縮する。
As shown in FIG. 18, the
伸縮部217を構成する弾性材料としては、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴムのような各種ゴム材料や、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリスチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
Examples of the elastic material constituting the
伸縮部217の構成材料は、被覆層22の構成材料と同一でも異なるものでもよい。また、伸縮部217と被覆層22とが同一または異なる材料により一体的に形成されていてもよい。
The constituent material of the
芯材21に以上のような伸縮部215、217を設けることにより、第1伸縮変形部43の伸縮変形を促進することができ、また、第1伸縮変形部43の前述した伸び率(収縮状態と伸長状態との長さの比)を十分に大きく取ることができ、収縮状態および伸長状態をそれぞれ安定的に維持することができる。
By providing the
なお、芯材21に図17、図18に示すような伸縮部215、217を設けた構成は、後述する第2実施形態にも適用することができる。
In addition, the structure which provided the expansion-
次に、医療用具1の作動(自走の原理)について、図1〜図5を参照しつつ説明する。
<1A> 図1に示すように、各アクチュエータ410、420、430をいずれも初期状態(非通電状態)とする。この初期状態では、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42は縮径状態、第1伸縮変形部43は収縮状態である。
Next, the operation (principle of self-running) of the medical device 1 will be described with reference to FIGS.
<1A> As shown in FIG. 1, the
この状態で、患者の血管8に経皮的に医療用具1を挿入し、医療用具1の先端部(先端チップ23)を例えば血管(心臓や脳の血管等)8の狭窄部や血栓による閉塞部のような目的部位(以下単に「目的部位」と言う)の基端側の所定位置まで進める。
In this state, the medical device 1 is inserted percutaneously into the
<2A> 前記初期状態から、図2に示すように、アクチュエータ410の電極45、46間に通電してアクチュエータ410を作動し、第1固定用変形部41を拡径する。この拡径により、第1固定用変形部41の外周面(被覆層22の外周面)が血管8の内面81に密着し、固定される。第1固定用変形部41に前記固定補助手段を有する場合には、その固定補助機能が発揮され、固定がより確実(強固)になされる。
<2A> From the initial state, as shown in FIG. 2, the
<3A> 次に、図3に示すように、アクチュエータ430の電極45、46間に通電してアクチュエータ430を作動し、第1伸縮変形部43を伸長する。医療用具1は、第1固定用変形部41が血管8に対し固定されているため、第1伸縮変形部43が伸長すると、収縮状態の第2固定用変形部42およびこれより先端側の先端チップ23が先端方向に徐々に押し出され、移動する。
<3A> Next, as shown in FIG. 3, the
<4A> 第1伸縮変形部43が十分に伸長したところで、図4に示すように、アクチュエータ420の電極45、46間に通電してアクチュエータ420を作動し、第2固定用変形部42を拡径する。この拡径により、第2固定用変形部42の外周面(被覆層22の外周面)が血管8の内面81に密着し、固定される。第2固定用変形部42に前記固定補助手段を有する場合には、その固定補助機能が発揮され、固定がより確実(強固)になされる。
<4A> When the first expansion /
次いで、アクチュエータ410の電極45、46間への通電を停止し、第1固定用変形部41を縮径させる(初期状態に戻す)。これにより、第1固定用変形部41での固定が解除される。
Next, energization between the
<5A> 次に、図5に示すように、アクチュエータ430の電極45、46間への通電を停止し、第1伸縮変形部43を収縮させる。医療用具1は、第2固定用変形部42で固定され、第1固定用変形部41での固定が解除されているため、第1伸縮変形部43が収縮すると、第1固定用変形部41およびこれより基端側の本体2が先端方向に引っ張られて移動する。
<5A> Next, as shown in FIG. 5, energization between the
<6A> 第1伸縮変形部43が十分に収縮したら、アクチュエータ410を作動し、第1固定用変形部41を拡径して前記と同様に固定するとともに、アクチュエータ420への通電を停止して第2固定用変形部42を縮径させ、固定を解除する。
<6A> When the first expansion /
以後、前記工程<3A>に戻り、それ以後の工程を先端チップ23が目的部位に到達するまで順次繰り返すことにより、医療用具1を血管8に対し連続的に前進させることができる。
Thereafter, the process returns to the step <3A>, and the subsequent steps are sequentially repeated until the
<7A> 医療用具1を血管8に対し後退させる場合には、前記と逆の動作を行う。すなわち、図1に示す初期状態から、第2固定用変形部42の拡径、第1伸縮変形部43の伸長(基端方向へ伸長)、第1固定用変形部41の拡径、第2固定用変形部42の縮径、第1伸縮変形部43の収縮、第2固定用変形部42の拡径および第1固定用変形部41の縮径の順に行う。これにより、医療用具1は、血管8に対し後退する。前記一連の動作を所望の回数繰り返すことにより、医療用具1を血管8に対し連続的に後退させることができる。
<7A> When the medical device 1 is retracted with respect to the
2.第2実施形態
図6は、本発明の医療用具をワイヤに適用した場合の実施形態(第2実施形態)を示す縦断面図、図7〜図12は、それぞれ、図6に示す医療用具(ワイヤ)の作動状態を示す縦断面図である。ここで、図7〜図12中の右側を「基端」、左側を「先端」として説明するとともに、図6〜図12中の左右方向(医療用具の長手方向)を「軸方向」または「長手方向」、前記軸方向を中心とした半径方向を「半径方向」として説明する。
2. Second Embodiment FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an embodiment (second embodiment) when the medical device of the present invention is applied to a wire, and FIGS. 7 to 12 respectively show the medical device shown in FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the operation state of a wire. Here, the right side in FIGS. 7 to 12 will be described as “base end” and the left side as “tip”, and the left and right direction (longitudinal direction of the medical device) in FIGS. In the following description, the “longitudinal direction” and the radial direction centered on the axial direction are referred to as “radial direction”.
以下、図6〜図12に基づいて、本実施形態の医療用具について説明するが、前述した第1実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違する点を中心に説明する。 Hereinafter, although the medical device of this embodiment is demonstrated based on FIGS. 6-12, the description is abbreviate | omitted about the matter similar to 1st Embodiment mentioned above, and it demonstrates centering around a different point.
図6〜図12に示すように、本実施形態の医療用具1は、例えばカテーテルの先端部を誘導するガイドワイヤのようなワイヤに適用されたものであり、本体(ワイヤ本体)2の第2固定用変形部42より先端側に、長手方向に伸縮する第2伸縮変形部5を有し、それ以外は前記第1実施形態と同様である。すなわち、医療用具1は、先端チップ23内にアクチュエータ51が埋設(内蔵)され、長手方向に伸縮する第2伸縮変形部5を形成している。
As shown in FIGS. 6 to 12, the medical device 1 of the present embodiment is applied to a wire such as a guide wire that guides the distal end portion of a catheter, for example, and the second of the main body (wire main body) 2. The second expansion /
本実施形態では、第2伸縮変形部5は、前記第1伸縮変形部43と同様の構成である。すなわち、第2伸縮変形部5は、通電(電圧の印加)により変形する電気活性ポリマー44と、電気活性ポリマー44に接合された電極45および46とを備えたアクチュエータ51を内蔵している。電極45は(+)側の電極、電極46は(−)側の電極であり、これらの電極45、46間に通電(電圧を印加)すると、電気活性ポリマー44が変形し、第1伸縮変形部43が伸長し、第1固定用変形部41と第2固定用変形部42との離間距離(間隔)が増大する(図8参照)。
In the present embodiment, the second expansion /
本実施形態では、アクチュエータ51は、層状をなす電気活性ポリマー44と層状をなす電極45または46とを交互に積層した多層構造体で構成されている。具体的には、アクチュエータ51は、電極45、電気活性ポリマー44、電極46、電気活性ポリマー44および電極45をこの順に血管8の半径方向に積層した5層積層体で構成され、その中心部には円形の貫通孔が形成されており、全体で円環状をなしている(図6および図14参照)。各電極45には、(+)側のリード線451が接続され、電極46には、(−)側のリード線461が接続されている。通電により電気活性ポリマー44が変形(伸長)する原理は、前記アクチュエータ430と同様である。
In the present embodiment, the
アクチュエータ51を前述のような多層構造体で構成したことにより、第2伸縮変形部5は、収縮状態と伸長状態との長さの比(伸び率)を十分に大きく取ることができるとともに、収縮状態および伸長状態をそれぞれ安定的に維持することができる。なお、前記収縮状態と伸長状態との長さの比(伸び率)は、特に限定されないが、1.1倍〜4倍程度であるのが好ましく、1.1倍〜2倍程度であるのがより好ましい。
By configuring the
アクチュエータ51の電極45、46間への通電パターンは、通電/切電(非通電)の2者択一に限らず、電極45、46間への印加電圧の大小を連続的または段階的に設定することもできる。この場合、電極45、46間への印加電圧の大きさに対応して第2伸縮変形部5の伸長の度合い(伸び率)が変化する。例えば、本体2の先端部(先端チップ23)の伸縮の程度や伸縮速度を比較的小さくする場合には、印加電圧を低めに設定し、伸縮の程度や伸縮速度を比較的速くする場合には、印加電圧を高めに設定すればよい。また、印加電圧を一定にして印加サイクルを増減することでも、本体2の先端部(先端チップ23)の伸縮の程度や伸縮速度を調節することができる。
The energization pattern between the
芯材21の先端部には、平坦な先端面を有する頭部213が設けられており、アクチュエータ51の基端は、頭部213の先端面に当接している。これにより、アクチュエータ51が伸縮した際、アクチュエータ51の基端は基端方向への移動が阻止されるので、先端チップ23の伸縮が効率良く行われる。
A
アクチュエータ51の各部に接続されたリード線451、452は、アクチュエータ51の内側中空部および頭部213に形成された貫通孔214を通り、さらに芯材21の中空部211を経て該中空部211の基端開口より引き出され、前述した給電制御部および電源に接続されている。
The
また、本実施形態の医療用具1においても、例えば、アクチュエータ51の近傍に、X線不透過性を有する部材(例えば、リング状やチップ状の部材)または材料(例えば、フィラー)を埋設することにより、当該部分(先端チップ23)にX線造影性を付与し、または当該部分のX線造影性を増強することが好ましい。これにより、X線透視下で、先端チップ23の位置(第2伸縮変形部5の位置)を把握することができる。さらに、先端チップ23の位置のみならず、先端チップ23(第2伸縮変形部5)の伸縮の状態(特に伸縮の度合い)を把握し得るように構成するのが好ましい。これは、例えば、先端チップ23の先端と基端の少なくとも2箇所または先端チップ23全体に前記X線不透過性を有する部材または材料を埋設し、それらの部位の位置や先端チップ23の全体形状を把握し得るように構成することで可能となる。これにより、後述する狭窄部82の拡張等の処置を、より適正かつ確実に行うことができ、安全性が向上する。
Also in the medical device 1 of the present embodiment, for example, a member (for example, a ring-shaped or chip-shaped member) or a material (for example, a filler) having radiopacity is embedded in the vicinity of the
次に、医療用具1の作動について、図6〜図12を参照しつつ説明する。
<1B>〜<6B> 前記工程<1A>〜<6A>と同様にして、医療用具1を自走し(前進させ)、先端チップ23を目的部位である血管8の狭窄部(または閉塞部)82の基端側近傍に到達させる(図6〜図11参照)。
Next, the operation of the medical device 1 will be described with reference to FIGS.
<1B> to <6B> In the same manner as in the above steps <1A> to <6A>, the medical device 1 is self-propelled (advanced), and the
<7B> 図11に示すように、アクチュエータ420を作動し、第2固定用変形部42を拡径して本体2を血管8に対し固定した状態とする。このとき、第2伸縮変形部5は、収縮状態(初期状態)である。なお、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42の双方を拡径し、2箇所で固定してもよい。
<7B> As shown in FIG. 11, the
この固定状態で、図12に示すように、アクチュエータ51の電極45、46間に通電してアクチュエータ51を作動し、第2伸縮変形部5を伸長する。第2固定用変形部42が拡径により血管8に対し固定されているため、第2伸縮変形部5が伸長すると、それに伴って先端チップ23も先端方向へ伸長し、先端の丸みを帯びた部分が先端方向に徐々に押し出される。これにより、血管8の狭窄部(または閉塞部)82が先端チップ23により押し広げられ、拡張する。必要に応じ、先端チップ23の先端を狭窄部82の先端側の位置(狭窄部82を越えた位置)まで突出させることもでき、これにより、狭窄部82を貫通させることができる。
In this fixed state, as shown in FIG. 12, the
アクチュエータ51の電極45、46間への印加電圧の大きさを所望に設定することにより、先端チップ23の最大伸長長さ(突出長さ)を調整することができる。さらに、アクチュエータ51の電極45、46間への印加電圧の大きさを経時的に変化させることにより、先端チップ23の伸縮速度を調節することもできる。
By setting the magnitude of the voltage applied between the
このような設定(制御)を行うことにより、先端チップ23による狭窄部82の拡張(貫通)を過不足なく行うこと、すなわち、症例等に応じて最適な状態の治療を行うことがができる。
By performing such setting (control), it is possible to perform expansion (penetration) of the narrowed
<8B> 先端チップ23の伸長による狭窄部82の拡張または貫通の治療がなされたら、アクチュエータ51の電極45、46間への通電を停止し、第2伸縮変形部5を収縮させる。これに伴い、先端チップ23も収縮し、初期状態に戻る。
<8B> When treatment for expanding or penetrating the
先端チップ23の1回の伸長で狭窄部82の拡張(または貫通)を十分に行うことができない場合には、前記工程<7B>および<8B>を所定回数繰り返し行ってもよい。この場合、医療用具1を前進させる操作(工程<1B>〜<6B>)を伴いながら行うこともできる。
When the expansion (or penetration) of the
<9B> 前記工程<7A>と同様にして、医療用具1を血管8に対し後退させることもできる。これにより、先端チップ23は、基端側に退避する。
<9B> The medical device 1 can be retracted with respect to the
なお、本実施形態では、第2伸縮変形部5の伸長により、血管8の狭窄部(閉塞部)82を拡張または貫通するものであるが、第2伸縮変形部5の伸縮の目的は、これに限定されず、その他例えば、[1]血栓溶解剤の血栓内への浸透促進などの薬液投与の補助、[2]血管内腔解離部の押さえ込みによる解離部組織接着、[3]動脈瘤内への塞栓物質の押し込み、に用いてもよい。
In the present embodiment, the second expansion /
3.第3実施形態
図19は、本発明の医療用具をカテーテルに適用した場合の実施形態(第3実施形態)を示す縦断面図である。図19中の方向を示す用語については、前記と同様である。
3. Third Embodiment FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing an embodiment (third embodiment) when the medical device of the present invention is applied to a catheter. The terms indicating directions in FIG. 19 are the same as described above.
以下、図19に基づいて、本実施形態の医療用具について説明するが、前述した第1および第2実施形態と同様の事項についてはその説明を省略し、相違する点を中心に説明する。 Hereinafter, the medical device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 19, but the description of the same matters as those of the first and second embodiments described above will be omitted, and different points will be mainly described.
図19に示すように、本実施形態の医療用具10は、例えば血管8のような比較的細い体腔(管状器官)内に挿入されるカテーテル(カテーテルチューブ)に適用されたものであり、可撓性を有する長尺な本体(カテーテル本体)2と、本体2の基端部に設けられたハブ3とを有している。
As shown in FIG. 19, the
本体2の構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、架橋型エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリアミド等の高分子材料が挙げられる。また、弾性材料として、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴムのような各種ゴム材料や、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリスチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等を用いることもできる。
Examples of the constituent material of the
本体2の先端部には、前述したような先端チップ23を有している。また、本体2の内部には、少なくとも1つ(図示の構成では1本)のルーメン24が形成されている。ルーメン24は、本体2の全長にわたって形成されており、ルーメン24の基端は、ハブ3の内腔に連通し、ルーメン24の先端は、先端チップ23の先端に形成された開口25に連通している。
The distal end portion of the
このルーメン24には、例えばガイドワイヤを挿通することができる。また、ハブ3にシリンジを接続し、ルーメン24を介して薬液(例えば、血栓溶解剤、鎮痛剤、抗癌剤)等の液体を注入したり、血液等の体液を吸引したりすることができる。
For example, a guide wire can be inserted into the
本体2の先端部には、前記第2実施形態と同様に、先端側から順に第2伸縮変形部5、第2固定用変形部42、第1伸縮変形部43および第1固定用変形部41が設けられている。これらを構成するアクチュエータ51、420、430および410は、本体2の管壁内に埋設されている。
Similar to the second embodiment, the distal end portion of the
各アクチュエータ51、420、430、410の各部に接続されたリード線451、452は、本体2の管壁の内部に埋設されるかまたはルーメン24の内面に沿って本体2の基端部まで配設され、ハブ3の側面に形成された小孔31より外部に引き出され、前述した給電制御部および電源(図示せず)に接続されている。なお、リード線451、452は、それぞれ、外周が絶縁被覆層で覆われているものであるのが好ましい。
The
医療用具10においても、第1固定用変形部41および/または第2固定用変形部42に対し固定補助手段(微小な凹凸や係合部材等)を設けることについては、前記と同様である。
In the
また、医療用具10は、トルク伝達性、押し込み性、耐キンク性等を向上するために、本体2の全長または長手方向の一部に対し、その管壁内に補強体を埋設した構成とすることができる。この補強体としては、例えば線状体をコイル状に形成したもの、編組体、網状体等が挙げられ、また、前述した芯材21(特に、伸縮部215、217を有する芯材21)と同様の構成のものを用いることもできる。
The
本実施形態の医療用具10の作動(自走および狭窄部82の拡張または貫通)については、以下の点を除き、前記第2実施形態で述べたのとほぼ同様であるため、その説明を省略する。
The operation of the
すなわち、医療用具10では、ルーメン24内にガイドワイヤ(図示せず)を挿通し、このガイドワイヤを先行させて、医療用具10の先端部を目的部位(狭窄部82等)の基端側の所定位置まで誘導することができる。
That is, in the
また、医療用具10では、先端チップ23の伸長により狭窄部82の拡張または貫通を行う操作の前または後に、ルーメン24を介して例えば、血栓溶解剤のような薬液を目的部位(狭窄部82等)またはその近傍に注入することができる。
Further, in the
また、前記第1〜第3実施形態の医療用具1、10において、本体2の外周面の第1固定用変形部41および第2固定用変形部42以外の箇所(先端チップ23の表面も含む)には、親水性材料で構成された表面層(または潤滑層:図示せず)が設けられていてもよい。これにより、親水性材料が湿潤して潤滑性を生じ、本体2の外周面の摩擦抵抗(摺動抵抗)が低減し、血管8等の体腔内や、シース、ガイディングカテーテル等の器具内において医療用具1、10の摺動性が向上する。従って、医療用具1、10の進退(自走も含む)や回転等の操作の際の操作性が向上する。
Further, in the
なお、親水性材料を第1固定用変形部41および第2固定用変形部42の外周面に付与しない理由は、第1固定用変形部41および第2固定用変形部42の拡張による固定の妨げとならないようにするためである。
The reason why the hydrophilic material is not applied to the outer peripheral surfaces of the first fixing
前記表面層(潤滑層)を構成する親水性材料としては、例えば、セルロース系高分子物質、ポリエチレンオキサイド系高分子物質、無水マレイン酸系高分子物質(例えば、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体のような無水マレイン酸共重合体)、アクリルアミド系高分子物質(例えば、ポリアクリルアミド、ポリグリシジルメタクリレート−ジメチルアクリルアミド(PGMA−DMAA)のブロック共重合体)、水溶性ナイロン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。 Examples of the hydrophilic material constituting the surface layer (lubricating layer) include a cellulose polymer material, a polyethylene oxide polymer material, and a maleic anhydride polymer material (for example, methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer). Maleic anhydride copolymer), acrylamide polymer (for example, polyacrylamide, block copolymer of polyglycidyl methacrylate-dimethylacrylamide (PGMA-DMAA)), water-soluble nylon, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, etc. Is mentioned.
このような親水性材料は、多くの場合、湿潤(吸水)により潤滑性を発揮し、医療用具1、10を挿入する血管8等の体腔や前記器具の内壁面との摩擦抵抗(摺動抵抗)を低減する。これにより、医療用具1、10の摺動性が向上し、医療用具1、10の操作性がより良好なものとなる。
Such a hydrophilic material often exhibits lubricity by wetting (water absorption), and frictional resistance (sliding resistance) against a body cavity such as a
本発明の医療用具は、前記第1〜第3実施形態に限定されるものではなく、例えば、第1または第2実施形態に第3実施形態を組み合わせたものでもよい。また、第1実施形態の先端部の構造(第2伸縮変形部5を有さない構造)を、第3実施形態の医療用具10に適用してもよい。
The medical device of this invention is not limited to the said 1st-3rd embodiment, For example, what combined 3rd Embodiment with 1st or 2nd Embodiment may be sufficient. Further, the structure of the distal end portion according to the first embodiment (the structure without the second stretchable deformation portion 5) may be applied to the
また、本発明の医療用具は、前述したワイヤやカテーテルに適用する場合に限らず、その他、例えば、血管内超音波プローブ、血管内視鏡等に適用することもできる。 In addition, the medical device of the present invention is not limited to the case where it is applied to the above-described wire or catheter, but can be applied to, for example, an intravascular ultrasonic probe, a vascular endoscope, and the like.
以上、本発明の医療用具を図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されず、医療用具を構成する各部の構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものに置換することができ、また、任意の構成が付加されていてもよい。 As mentioned above, although the medical device of this invention was demonstrated based on each embodiment of illustration, this invention is not limited to these, The structure of each part which comprises a medical device is the arbitrary thing which can exhibit the same function In addition, an arbitrary configuration may be added.
例えば、各アクチュエータにおける層構成(層数を含む)や積層方向は、図示のものと異なっていてもよく、また、自走手段4が医療用具の複数の箇所に(例えば長手方向に沿って複数の箇所に)設けられていてもよい。また、医療用具に、例えば各種センサ、作動流体の注入により拡張するバルーン、ステント格納部等の付加物が設置されていてもよい。
For example, the layer configuration (including the number of layers) and the stacking direction in each actuator may be different from those shown in the figure, and the self-propelled
1 医療用具(ワイヤ)
10 医療用具(カテーテル)
2 本体
21 芯材
211 中空部
212 頭部
213 頭部
214 貫通孔
215 伸縮部
216 スリット
217 伸縮部
22 被覆層
23 先端チップ
24 ルーメン
25 開口
3 ハブ
31 小孔
4 自走手段
41 第1固定用変形部
410 アクチュエータ
42 第2固定用変形部
420 アクチュエータ
43 第1伸縮変形部
430 アクチュエータ
44 電気活性ポリマー
45 電極(+)
451 リード線
46 電極(−)
461 リード線
5 第2伸縮変形部
51 アクチュエータ
6 係合部材
61 先端部
62 基端部
7 係合部材
71 先端部
72 基端部
8 血管(体腔)
81 内面
82 狭窄部(または閉塞部)
1 Medical device (wire)
10 Medical tools (catheter)
DESCRIPTION OF
451
461
81
Claims (18)
可撓性を有する長尺な線状体で構成された本体と、体腔内で前記本体がその長手方向に自走するための自走手段とを備え、
前記自走手段は、前記本体の途中に設けられ、拡径するように変形して前記本体が挿入された体腔の内面に密着する第1固定用変形部と、
前記本体の前記第1固定用変形部より先端側に設けられ、拡径するように変形して前記本体が挿入された体腔の内面に密着する第2固定用変形部と、
前記本体の前記第1固定用変形部と前記第2固定用変形部との間に設けられ、前記本体の長手方向に伸縮する第1伸縮変形部とを有し、
前記第1固定用変形部、前記第2固定用変形部および前記第1伸縮変形部は、それぞれ、通電により変形する電気活性ポリマーと、前記電気活性ポリマーに通電するための少なくとも2つの電極とを有し、前記電極間に通電することにより作動するアクチュエータを備えることを特徴とする医療用具。 A medical device used by being inserted into a living body,
A main body composed of a long linear body having flexibility, and a self-running means for the main body to self-run in the longitudinal direction in a body cavity,
The self-propelled means is provided in the middle of the main body, is deformed so as to expand in diameter, and is in close contact with the inner surface of the body cavity into which the main body is inserted;
A second fixing deformation portion that is provided on a distal end side of the first fixing deformation portion of the main body, is deformed so as to expand in diameter, and is in close contact with an inner surface of a body cavity into which the main body is inserted;
A first expansion / contraction deformation part that is provided between the first fixing deformation part and the second fixing deformation part of the main body and expands and contracts in a longitudinal direction of the main body;
Each of the first fixing deformation portion, the second fixing deformation portion, and the first expansion / contraction deformation portion includes an electroactive polymer that is deformed by energization and at least two electrodes for energizing the electroactive polymer. A medical device comprising an actuator that operates when energized between the electrodes.
前記第2伸縮変形部は、通電により変形する電気活性ポリマーと、前記電気活性ポリマーに通電するための少なくとも2つの電極とを有し、前記電極間に通電することにより作動するアクチュエータを備える請求項1ないし5のいずれかに記載の医療用具。 A second expansion / contraction deformation portion provided on a distal end side of the second fixing deformation portion of the main body and extending / contracting in a longitudinal direction of the main body;
The second expansion / contraction deformation section includes an electroactive polymer that is deformed by energization and at least two electrodes for energizing the electroactive polymer, and an actuator that operates by energization between the electrodes. The medical device according to any one of 1 to 5.
The medical device according to any one of claims 1 to 17, wherein the main body is a wire main body or a catheter main body.
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CN114727849A (en) * | 2019-09-20 | 2022-07-08 | 罗宝蒂公司 | Apparatus for advancing and manipulating microstructures |
-
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- 2006-03-17 JP JP2006075662A patent/JP2007244777A/en active Pending
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