JP2015070896A - シャフト及びそのシャフトを用いたガイドワイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】極度に曲がりくねった血管の内部においても、押し引き時の操作抵抗の増大を抑制し、充分なトルク伝達性を確保して操作性を向上させることが可能なシャフト及びそのシャフトを用いたガイドワイヤを提供する。
【解決手段】シャフト１０は、長手方向に沿って捻回されてなり、その長手方向に対して垂直な方向における断面が略矩形形状をなす。そして、同シャフト１０の断面は、弧状に膨らんだ凸部１４を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、治療や検査を目的として体腔内に挿入される医療器具に用いられるシャフト及びそのシャフトを用いたガイドワイヤに関する。

従来、治療や検査のために、血管、消化管、尿管等の管状器官や体内組織に挿入して使用される医療器具として、様々なものが提案されている。

例えば特許文献１には、長軸周りに捻回されてなるシャフトを備えるガイドワイヤが開示されている。

米国特許出願公開第２００４／０２１５１０９号明細書

例えばCross Over法により、右脚にある下肢血管から左脚にある下肢血管へと逆Ｕ字状の経路に沿って従来公知のガイドワイヤを挿入していく際には、そうした極度に曲がりくねった血管の頂上部を通過した時点で血管壁への摺動等に起因して、シャフトの押し引き時の操作抵抗が増大する。その結果、従来公知のガイドワイヤにおいては、充分なトルク伝達性が得られず、操作性が低下する可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、極度に曲がりくねった血管の内部においても、押し引き時の操作抵抗の増大を抑制し、充分なトルク伝達性を確保して操作性を向上させることが可能なシャフト及びそのシャフトを用いたガイドワイヤを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るシャフト及びそのシャフトを用いたガイドワイヤは、以下のような特徴を有する。

本発明の態様１に係るシャフトは、長手方向に沿って捻回されてなり、長手方向に対して垂直な方向における断面が略矩形形状をなすシャフトであって、その断面は、弧状に膨らんだ凸部を有していることを特徴とする。

本発明の態様２は、態様１に記載のシャフトであって、凸部は、断面を形成する辺のうち、対向する一対の辺に形成されていることを特徴とする。

本発明の態様３は、態様１又は態様２に記載のシャフトであって、凸部以外の対向する一対の辺に、弧状に凹んだ凹部を有していることを特徴とする。

本発明の態様４は、態様１〜態様３のいずれか一つに記載のシャフトであって、凸部の曲率半径は、その断面の長軸を直径とする仮想円の曲率半径よりも小さいことを特徴とする。

本発明の態様５は、コアシャフトと、そのコアシャフトの先端部を覆うコイル体とを備えるガイドワイヤであって、コアシャフトのうち、コイル体の基端側を態様１〜態様４のいずれか一つに記載のシャフトとしたことを特徴とする。

本発明の態様６は、態様５に記載のガイドワイヤであって、コイル体は、複数の素線を撚り合わせた撚線を螺旋状に複数本巻回してなることを特徴とする

態様１におけるシャフトは、長手方向に沿って捻回されており、断面が弧状に膨らんだ凸部を有している。これによれば、シャフトを血管内に挿入した際には、捻回することで生じる多数の溝に起因して血管壁との接触面積が低減するうえ、断面を形成する辺のうち少なくとも一つの辺を弧状に膨らませたことによってその膨らんだ辺の頂上部が血管壁に接触するようになる。

すなわち、弧状に膨らんだ凸部を有していない構成（断面長方形状を有し、その四隅にて血管壁に接触する構成）と比較して、本発明のシャフトにおいては、血管壁との接触箇所が低減するうえ、接触に際しての血管壁への負荷も小さくなる。
従って、同シャフトを回転させつつ血管内を進入させる際には、血管壁に対しての接触抵抗が低減する。その結果、シャフトの押し引き時の操作抵抗が低減されてトルク伝達性が高められ、操作性が向上する。

そして、例えばCross Over法により右脚にある下肢血管から左脚にある下肢血管へと逆Ｕ字状の経路に沿って同シャフトを挿入していく際においても、頂上部を通過した時点で血管壁への摺動等に起因してシャフトの動きが抑制されることがなく、その先端部を内奥へとスムーズに挿入することが可能となる。加えて、血管の損傷を抑制することが可能となる。

態様２のシャフトにおいて、凸部は、断面を形成する辺のうち、対向する一対の辺に形成されている。これによれば、シャフトを血管内に挿入した際には、一対の辺に形成されている凸部の頂上部分のみが血管壁に接触するようになる。すなわち、そうした凸部を有していない構成（断面長方形状を有し、その四隅にて血管壁に接触する構成）と比較して、本発明のシャフトにおいては、血管壁との接触箇所が確実に低減するうえ、接触に際しての血管壁への負荷もより一層小さくなる。

従って、同シャフトを回転させつつ血管内を進入させる際には、血管壁に対しての接触抵抗が確実に低減する。その結果、態様１のシャフトが奏する効果が高められる。すなわち、シャフトの押し引き時の操作抵抗が一層低減されて充分なトルク伝達性が確保され、操作性がより一層高められる。

態様３のシャフトにおいては、凸部以外の対向する一対の辺に、弧状に凹んだ凹部を有している。これによれば、弧状に凹んだ辺を有していない構成（断面長方形状を有するシャフト）と比較して、断面二次モーメントが低下する。その結果、例えば逆Ｕ字状に極度に曲がりくねった下肢領域の血管内において、シャフトが血管壁への接触等に際して受ける負荷によって過剰に折れ曲がったとしても永久変形が生じにくい。このため、その後の操作に支障を来すおそれがなく、シャフトの継続的な使用が可能となる。

態様４のシャフトにおいては、凸部の曲率半径は、断面の長軸を直径とする仮想円の曲率半径よりも小さい。このようなシャフトによれば、先細り形状を備える断面となり、血管壁に接触する箇所が、凸部各々の頂点の２箇所となる。

従って、凸部を有していない構成（断面長方形状を有し、その四隅にて血管壁に接触する構成）と比較して、態様４においては、血管壁との接触面積（接触箇所）がより確実に低減する。その結果、同シャフトが回転しつつ血管内を進入していく際には、シャフトの押し引き時の操作抵抗が確実に低減されて充分なトルク伝達性が確保され、操作性が一層高められる。さらに、血管の損傷を確実に抑制することが可能となる。

態様５のガイドワイヤにおいては、コアシャフトと、そのコアシャフトの先端部を覆うコイル体とを備え、コアシャフトのうち、コイル体の基端側を態様１〜態様４の何れかに記載のシャフトとしている。このため、上述したような態様１〜態様４に記載の効果が得られる。すなわち、逆Ｕ字状に極度に曲がりくねった血管であっても、ガイドワイヤの先端部を内奥へとスムーズに挿入することが可能となり、操作性が高められる。さらに、ガイドワイヤの押し引き時の操作抵抗がより低減し、且つ血管の損傷を効果的に抑制することが可能となる。

態様６のガイドワイヤは、複数の素線を撚り合わせた撚線を螺旋状に複数本巻回してなるコイル体を備えている。これによれば、例えば単線による同程度の外径を有するコイル体を備える場合と比較して、コイル体の柔軟性が向上し、充分なトルク伝達性を確保することが可能となる。また、捻りに対する破断強度も向上することから、ガイドワイヤの安全性も高められる。

図１は、本発明のシャフトを示す全体図である。 図２は、本発明の第１実施形態のシャフトを示す断面図である。 図３は、本発明の第２実施形態のシャフトを示す断面図である。 図４は、本発明の第３実施形態のシャフトを示す断面図である。 図５は、本発明の第４実施形態のシャフトを示す断面図である。 図６は、本発明のガイドワイヤの第１実施形態を示す全体図である。 図７は、本発明のガイドワイヤの第２実施形態を示す全体図である。 図８は、図７におけるコイル体のＡ−Ａ断面図である。

まず、本発明のシャフトを図面に示す好適実施形態に基づいて説明する。
[第１実施形態]
図１は、本発明のシャフトの第１実施形態を示す全体図である。なお、本図では、理解を容易にするため、シャフトの長さ方向を短縮し、全体的に模式的に図示しているため、全体の寸法は実際とは異なる。

図１に示すように、シャフト１０は細長形状を有する棒状体を呈している。このシャフト１０を形成する材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、Ｎｉ−Ｔｉ合金等の超弾性合金、ピアノ線等を使用することができる。

シャフト１０は、長手方向Ｎに沿って所定方向に捻回されており、ヘリカル形状部１２を有している。そして、同シャフト１０には、長手方向Ｎに沿って一定の間隔をおいて複数の溝１２ａが設けられている。これにより、例えばシャフト１０を血管内に挿入した際には、複数の溝１２ａに起因して血管壁との接触面積の低減が図られる。

さらに、シャフト１０は、ヘリカル形状部１２を有することで、同シャフト１０の基端側を回転させた際には、その回転が先端側へ伝達されやすくなる。すなわち、トルク伝達性が高められ、操作性が向上する。

また、図１において、ヘリカル形状部１２の巻き方向は、シャフト１０の長手方向Ｎに沿って左巻き方向となっている。ただし、ヘリカル形状部１２の巻き方向はこれに限定されることはなく、シャフト１０の長手方向Ｎに沿って右巻き方向とすることもできる。

図２に示すように、シャフト１０は、長手方向Ｎに対して垂直な方向における断面（以下、単に断面という）が略矩形形状をなしている。そして、その断面は、弧状に膨らんだ凸部１４を有している。本実施形態においては、この凸部１４は、断面を形成する四辺のうち、一辺のみに設けられている。そして、他の三辺は、直線状をなす直線部１５となっている。

断面を形成する辺のうちの一辺に凸部１４が設けられている本実施形態は、そうした凸部１４を一切有していない構成（断面長方形状を有するシャフト）と比較して、本実施形態のシャフト１０においては、血管壁との接触箇所が低減するうえ、接触に際しての血管壁への負荷も小さくなる。

従って、シャフト１０を回転させつつ血管内を進入させる際には、血管壁に対しての接触抵抗が低減する。その結果、シャフト１０の押し引き時の操作抵抗が低減されてトルク伝達性が高められ、操作性が向上する。

そして、例えばCross Over法により右脚にある下肢血管から左脚にある下肢血管へと逆Ｕ字状の経路に沿って同シャフト１０を挿入していく際においても、頂上部を通過した時点で血管壁への摺動等に起因してシャフト１０の動きが抑制されることがなく、その先端部を内奥へとスムーズに挿入することが可能となる。加えて、血管の損傷を抑制することが可能となる。

ここで、本発明のシャフト１０は、以下に記載の方法によって作製することができる。まず、円柱状の金属体を用意し、この金属体を所定の方向から圧延する。その後、金属体の一端を固定し他端から金属体の長軸中心を回転中心として、この金属体の外周に回転運動を付与することが可能な回転装置を用意する。

そして、金属体の先端を回転装置の一端に固定し、基端を回転装置の他端に固定した後、回転装置の他端から回転運動を付与することで、金属体は基端側から捻られる。これにより、長手方向に沿って均等に捻回されてなるヘリカル形状部１２を備えるシャフト１０が形成される。

なお、ヘリカル形状部１２は、回転装置で捻りを加えた後に、その捻りによって加えられた応力を熱処理によって緩和することで、安定した形状を得ることができる。ヘリカル形状部１２の形成方法は、上記した方法に限定されることなく、この他の公知の方法を適宜採用して作製してもよい。

[第２実施形態]
図３は、本発明のシャフトの第２実施形態を示す断面図である。なお、本図は、シャフトの断面を模式的に図示したものであり、実際の寸法比とは異なる。

上述した第1実施形態のシャフト１０においては、断面を形成する辺のうちの一辺のみに凸部１４が設けられ、その他の辺には直線部１５が設けられていた。これに対し、第２実施形態のシャフト２０においては、断面を形成する辺のうち、対向する一対の辺に凸部２４が形成されている。なお、これら一対の凸部２４以外の辺には、各々直線部２５が設けられている。

これによれば、凸部を有していない構成（断面長方形状を有するシャフト）は勿論のこと、断面を形成する辺のうちの一辺のみに凸部１４が設けられている第1実施形態と比較して、本実施形態のシャフト２０においては、血管壁との接触箇所が確実に低減するうえ、接触に際しての血管壁への負荷もより一層小さくなる。

従って、同シャフト２０を回転させつつ血管内を進入させる際には、血管壁に対しての接触抵抗が確実に低減する。その結果、シャフト２０の押し引き時の操作抵抗が確実に低減されて充分なトルク伝達性が確保され、操作性がより一層向上する。

[第３実施形態]
図４は、本発明のシャフトの第３実施形態を示す断面図である。なお、本図は、シャフトの断面を模式的に図示したものであり、実際の寸法比とは異なる。

上述した第２実施形態のシャフト２０においては、断面を形成する辺のうち、対向する一対の辺に凸部２４が形成され、これら一対の凸部２４以外の辺には各々直線部２５が設けられていた。これに対し、第３実施形態のシャフト３０においては、断面を形成する辺のうち、一対の凸部３４以外の辺には、各々弧状に凹んだ凹部３７が設けられている。なお、本実施形態においては、凸部３４の曲率半径は、断面の長軸Ｘを直径とする仮想円Ｓの曲率半径と略同一となるように設定されている。

これによれば、凹部を有していない構成（断面長方形状を有するシャフト）と比較して、断面二次モーメントが低下する。このため、例えば逆Ｕ字状に極度に曲がりくねった下肢領域の血管内において、シャフト３０が血管壁への接触等に際して受ける負荷によって過剰に折れ曲がったとしても永久変形が生じにくくなる。その結果、後の操作に支障を来すおそれがなく、シャフト３０の継続的な使用が容易となる。

[第４実施形態]
図５は、本発明のシャフトの第４実施形態を示す断面図である。なお、本図は、シャフトの断面を模式的に図示したものであり、実際の寸法比とは異なる。

上述した第３実施形態においては、一対の凸部３４の曲率半径は、断面の長軸Ｘを直径とする仮想円Ｓの曲率半径と略同一となるように設定されていた。これに対し、本実施形態のシャフト４０を形成する断面においては、一対の凸部４４の曲率半径は、断面の長軸Ｘを直径とする仮想円Ｓの曲率半径よりも小さい。

このようなシャフト４０によれば、先細り形状を備える断面となり、血管壁に接触する箇所が、凸部４４各々の頂点の２箇所となる。従って、凸部を有していない構成（断面長方形状を有し、その四隅にて血管壁に接触する構成）は勿論のこと、仮想円Ｓの曲率半径と略同一の曲率半径を有する凸部を備える第３実施形態と比較して、本実施形態のシャフト４０においては、血管壁との接触面積（接触箇所）がより確実に低減される。

その結果、同シャフト４０が回転しつつ血管内を進入していく際には、シャフト４０の押し引き時の操作抵抗が確実に低減されて充分なトルク伝達性が確保され、操作性がより一層高められる。さらに、血管の損傷を確実に抑制することが可能となる。

[第５実施形態]
図６は、本発明のガイドワイヤの第１実施形態を示す全体図である。図６において、左側が体内に挿入される先端側であり、右側が医師等の手技者によって操作される基端側である。なお、本図は、ガイドワイヤを模式的に図示したものであり、実際の寸法比とは異なる。

図６に示すガイドワイヤ１００は、例えば、Cross Over法による下肢血管の治療に使用されるものである。ガイドワイヤ１００は、コアシャフト１１０と、コアシャフト１１０の先端部外周を覆うコイル体１２０とを備えている。

まず、コアシャフト１１０について説明する。コアシャフト１１０は先端から基端側に向かって順に、細径部１１０ａと、テーパ部１１０ｂと、太径部１１０ｃとを有している。細径部１１０ａは、コアシャフト１１０の最も先端側の部分であり、コアシャフト１１０の中で最も柔軟な部分である。この細径部１１０ａは、プレス加工により平板状に形成されている。テーパ部１１０ｂは、断面が円形のテーパ形状をなしており、先端側に向けて縮径している。なお、細径部１１０ａ及びテーパ部１１０ｂの配置や寸法は、所望の剛性を得る等の理由により適宜に変更することができる。例えば、細径部１１０ａは、円柱形状であってもよい。また、テーパ部１１０ｂの数やテーパ部１１０ｂの角度も必要に応じて適宜に設定されてもよい。

太径部１１０ｃは、コイル体１２０の基端側に位置しており、上述した第４実施形態のシャフトと同様の形状を呈している。すなわち、コアシャフト１１０のうち、コイル体１２０から露出する基端側は、長手方向に沿って捻回されており、ヘリカル形状部１１２を有している。そして、第３実施形態にて記載したように、ヘリカル形状部１１２の断面は、弧状に膨らんだ凸部３４を一対有している。

これによれば、そうした凸部３４を一切有していない構成（断面長方形状を有するシャフト）と比較して、本実施形態のガイドワイヤ１００においては、血管壁との接触面積（接触箇所）がより確実に低減される。その結果、ガイドワイヤ１００が回転しつつ血管内を進入していく際には、ガイドワイヤ１００の押し引き時の操作抵抗が確実に低減されて充分なトルク伝達性が確保され、操作性がより一層高められる。さらに、血管の損傷を確実に抑制することが可能となる。

なお、本実施形態のガイドワイヤ１００においては、上述した第３実施形態のシャフトと同様の形状を有する太径部１１０ｃを採用したが、太径部１１０ｃの形状はこれに限定されるものではない。すなわち、第1実施形態、第２実施形態及び第４実施形態の何れか一つのシャフトと同様の形状を有する太径部を採用してもよい。この場合においても、本実施形態と同様に、ガイドワイヤ１００の押し引き時の操作抵抗が確実に低減されて充分なトルク伝達性が確保され、操作性がより一層高められる。

コアシャフト１１０を形成する材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）、Ｎｉ−Ｔｉ合金等の超弾性合金、ピアノ線等を使用することができる。

次に、コイル体１２０について説明する。本実施形態におけるコイル体１２０は、素線が螺旋状に巻回されてなる単条コイルである。

図６に示すように、コイル体１２０の先端は、先端側接合部１５１によってコアシャフト１１０の先端に固着されている。コイル体１２０の基端は、基端側接合部１５３によってコアシャフト１１０に固着されている。また、基端側接合部１５３よりも先端側であって先端側接合部１５１よりも基端側に位置する、コイル体３０の略中間部は、中間接合部１５５によってコアシャフト１１０に固着されている。

先端側接合部１５１、基端側接合部１５３、中間接合部１５５を形成する材料としては特に限定されないが、例えば、Ｓｎ−Ｐｂ合金、Ｐｂ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ａｕ−Ｓｎ合金等の金属ロウが挙げられる。

コイル体１２０を形成する材料は、特に限定されるものでは無いが、放射線不透過性の素線、又は放射線透過性の素線を用いることができる。放射線不透過性の素線の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、金、白金、タングステン、又はこれらの元素を含む合金（例えば、白金−ニッケル合金）等を使用することができる。また、放射線透過性の素線の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６等）、Ｎｉ−Ｔｉ合金等の超弾性合金、ピアノ線等を使用することができる。

[第６実施形態]
図７は、本発明のガイドワイヤの第２実施形態を示す全体図である。図７において、左側が体内に挿入される先端側であり、右側が医師等の手技者によって操作される基端側である。なお、本図は、ガイドワイヤを模式的に図示したものであり、実際の寸法比とは異なる。

本実施形態のガイドワイヤ２００は、上述した第５実施形態に対してコイル体の構成が異なる。すなわち、本実施形態のガイドワイヤ２００に用いられるコイル体３２０は、図７及び図８に示すように、芯線（素線）３２２ａと芯線３２２ａの外周を覆うように巻回されてなる６本の側線（素線）３２２ｂとからなる撚線３２２が、螺旋状に複数本（本実施形態においては８本）巻回されてなる。なお、芯線３２２ａ及び側線３２２ｂを形成する材料としては、特に限定されるものではなく、例えばステンレス鋼、タングステンやＮｉ−Ｔｉ合金等が挙げられる。

本実施形態のガイドワイヤ２００によれば、例えば単線による同程度の外径を有するコイル体を備える場合と比較して、コイル体の柔軟性が向上し、充分なトルク伝達性を確保することが可能となる。また、捻りに対する破断強度も向上することから、ガイドワイヤ２００の安全性も高められる。

１０，２０，３０，４０・・・シャフト
１４，２４，３４，４４・・・凸部
３７・・・凸部
１００，２００・・・ガイドワイヤ
１１０・・・コアシャフト
１２０，３２０・・・コイル体
３２２・・・撚線
Ｎ・・・長手方向
Ｘ・・・断面の長軸
Ｓ・・・仮想円

Claims (6)

1. 長手方向に沿って捻回されてなり、前記長手方向に対して垂直な方向における断面が略矩形形状をなすシャフトであって、
   前記断面は、弧状に膨らんだ凸部を有していることを特徴とするシャフト。
2. 請求項１に記載のシャフトであって、
   前記凸部は、前記断面を形成する辺のうち、対向する一対の辺に形成されていることを特徴とするシャフト。
3. 請求項１又は２に記載のシャフトであって、
   前記凸部以外の対向する一対の辺に、弧状に凹んだ凹部を有していることを特徴とするシャフト。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のシャフトであって、
   前記凸部の曲率半径は、前記断面の長軸を直径とする仮想円の曲率半径よりも小さいことを特徴とするシャフト。
5. コアシャフトと、そのコアシャフトの先端部を覆うコイル体とを備えるガイドワイヤであって、
   前記コアシャフトのうち、前記コイル体の基端側を請求項１〜請求項４の何れかに記載のシャフトとしたことを特徴とするガイドワイヤ。
6. 請求項５に記載のガイドワイヤであって、
   前記コイル体は、複数の素線を撚り合わせた撚線を螺旋状に複数本巻回してなることを特徴とするガイドワイヤ。