JP2015080550A - Measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、長尺部材の第1端側を生体の管腔に挿入して計測を行う装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for measuring by inserting a first end side of a long member into a lumen of a living body.
冠動脈における狭窄病変の治療方針を決定するための指標の一つとして冠血流予備量比(FFR)がある。冠血流予備量比は、狭窄病変に対して上流の内圧(Pa)と、下流の内圧(Pd)との比である(FFR=Pd÷Pa)。冠血流予備量比は、狭窄病変によって阻害されている血流量を示すものであり、例えば、冠血流予備量比が0.6であれば、狭窄病変によって最大血流量の60%しか血流がないと判断される。一般に、冠血流予備量比が0.75以下であれば経皮的冠動脈インタベーション(PCI)が適応され、0.8以上であれば薬物療法が適応される。 One index for determining the treatment policy for stenotic lesions in the coronary artery is the coronary flow reserve ratio (FFR). The coronary flow reserve ratio is the ratio of the internal pressure (Pa) upstream to the internal pressure (Pd) downstream of the stenotic lesion (FFR = Pd ÷ Pa). The coronary flow reserve ratio indicates the blood flow that is inhibited by a stenotic lesion. For example, if the coronary flow reserve ratio is 0.6, only 60% of the maximum blood flow is obtained by the stenotic lesion. It is judged that there is no flow. Generally, percutaneous coronary intervention (PCI) is indicated if the coronary flow reserve ratio is 0.75 or less, and pharmacotherapy is indicated if it is 0.8 or more.
冠動脈における内圧を測定するための装置として、ガイドワイヤに圧力センサが設けられたものが知られている(特許文献1,2)。ガイドワイヤの先端側に、2個の圧力センサが間隔を空けて配置されており、ガイドワイヤを冠動脈へ挿入して、2個の圧力センサを狭窄病変の近位部と遠位部とにそれぞれ位置させることによって、内圧が測定できる。また、圧力センサの他に、血流センサや温度センサが設けられたものが公知である(特許文献3〜5)。 As a device for measuring an internal pressure in a coronary artery, a device in which a pressure sensor is provided on a guide wire is known (Patent Documents 1 and 2). Two pressure sensors are arranged at a distance from the distal end of the guide wire, the guide wire is inserted into the coronary artery, and the two pressure sensors are respectively provided at the proximal portion and the distal portion of the stenotic lesion. The internal pressure can be measured by positioning. Moreover, the thing provided with the blood-flow sensor and the temperature sensor other than a pressure sensor is well-known (patent documents 3-5).
冠血流予備量比が測定されて、バルーンカテーテルによって狭窄病変を拡張するときに、バルーンカテーテルのサイズを決定するために、狭窄病変周辺の血管内径を計測する必要がある。血管内径は、例えば超音波を用いた画像処理によって体外から計測することができるが、別途装置が必要であるという問題や、血管の形状(例えば楕円形状)によっては正確な内径が計測できないという問題がある。 When the coronary flow reserve ratio is measured and the stenotic lesion is expanded by the balloon catheter, it is necessary to measure the inner diameter of the blood vessel around the stenotic lesion in order to determine the size of the balloon catheter. The inner diameter of a blood vessel can be measured from outside the body, for example, by image processing using ultrasonic waves. However, there is a problem that a separate apparatus is required, or an accurate inner diameter cannot be measured depending on the shape of the blood vessel (for example, an elliptical shape). There is.
本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、生体の管腔において、管腔を流れる流体の内圧及び温度に加えて、内径も計測できる装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an apparatus capable of measuring an inner diameter in addition to an internal pressure and a temperature of a fluid flowing in a lumen in a living body lumen. is there.
本発明に係る計測装置は、第1端及び第2端を有しており、当該第1端側が管腔に挿入可能な長尺部材と、上記長尺部材の第1端側に設けられた第1センサと、上記長尺部材において上記第1センサより上記第2端側に設けられた第2センサと、上記長尺部材の第1端側に設けられた第3センサと、を具備する。上記第1センサ及び上記第2センサは、上記管腔を流れる流体の圧力及び温度を測定するための流体の物理量をそれぞれ検知するものである。上記第3センサは、上記管腔の内径を測定するための物理量を検知するものである。 The measuring device according to the present invention has a first end and a second end, and the first end side is provided on the first end side of the long member that can be inserted into the lumen and the long member. A first sensor; a second sensor provided on the second end side of the long member from the first sensor; and a third sensor provided on the first end side of the long member. . The first sensor and the second sensor detect a physical quantity of fluid for measuring the pressure and temperature of the fluid flowing through the lumen, respectively. The third sensor detects a physical quantity for measuring the inner diameter of the lumen.
長尺部材の第1端側は管腔に挿入される。予め位置が確認されている狭窄病変に対して、第1センサ及び第2センサの一方が近位側に位置され、他方が遠位側に位置される。この状態において第1センサ及び第2センサが検知する物理量に基づいて、管腔を流れる流体の圧力及び温度が測定される。また、第3センサが検知する物理量に基づいて管腔の内径が測定される。 The first end side of the elongate member is inserted into the lumen. For a stenotic lesion whose position has been confirmed in advance, one of the first sensor and the second sensor is positioned on the proximal side, and the other is positioned on the distal side. In this state, the pressure and temperature of the fluid flowing through the lumen are measured based on the physical quantity detected by the first sensor and the second sensor. Further, the inner diameter of the lumen is measured based on the physical quantity detected by the third sensor.
上記第3センサは、上記長尺部材の軸線周りに少なくとも3個が間隔を空けて配置されたものであって、上記管腔の内壁までの距離を測定するための物理量を検知するものであってもよい。 The third sensor is a sensor in which at least three sensors are arranged at intervals around the axis of the elongated member and detect a physical quantity for measuring the distance to the inner wall of the lumen. May be.
各第3センサによって管腔の内壁までの距離が、例えば光波、超音波、磁気などの物理量に基づいて測定される。3個の第3センサにより得られた距離に基づいて、例えば3点測定法により内径が演算できる。 The distance to the inner wall of the lumen is measured by each third sensor based on physical quantities such as light waves, ultrasonic waves, and magnetism. Based on the distances obtained by the three third sensors, the inner diameter can be calculated by, for example, a three-point measurement method.
上記第3センサは、上記長尺部材の軸線周りに少なくとも3個が間隔を空けて配置されており、上記管腔の内壁との接触を検知する接触検知素子と、上記各接触検知素子を上記長尺部材の軸方向と交差する各方向であって上記長尺部材から離れる向きへ移動させる移動機構と、上記移動機構が上記接触検知素子を移動させた距離を計測する計測手段と、を有するものであってもよい。 At least three of the third sensors are arranged at intervals around the axis of the elongated member, the contact detection element for detecting contact with the inner wall of the lumen, and the contact detection elements described above A moving mechanism that moves each direction intersecting the axial direction of the long member and away from the long member; and a measuring unit that measures the distance that the moving mechanism moves the contact detection element. It may be a thing.
移動機構によって各接触検知素子が長尺部材から離れる向きへ移動され、管腔の内壁に各接触検知素子が接触したときの移動距離が計測手段によって計測される。3個の接触検知素子の移動距離に基づいて、例えば3点測定法により内径が演算できる。 Each contact detection element is moved away from the long member by the moving mechanism, and the movement distance when each contact detection element comes into contact with the inner wall of the lumen is measured by the measuring means. Based on the movement distance of the three contact detection elements, the inner diameter can be calculated by, for example, a three-point measurement method.
上記長尺部材は、ガイドワイヤであってもよい。 The elongate member may be a guide wire.
上記長尺部材は、マイクロカテーテルであってもよい。 The elongate member may be a microcatheter.
上記計測装置は、上記第1センサ及び上記第2センサの各検知信号に基づいて、上記管腔を流れる流体の圧力及び温度を演算する第1演算手段と、上記第3センサの検知信号に基づいて、上記管腔の内径を演算する第2演算手段と、を更に具備するものであってもよい。 The measurement device is based on first detection means for calculating the pressure and temperature of the fluid flowing through the lumen based on the detection signals of the first sensor and the second sensor, and on the detection signal of the third sensor. And a second calculating means for calculating the inner diameter of the lumen.
本発明によれば、生体の管腔において、管腔を流れる流体の内圧及び温度に加えて、内径も計測することができる。 According to the present invention, in the lumen of a living body, in addition to the internal pressure and temperature of the fluid flowing through the lumen, the inner diameter can also be measured.
以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様を変更できることは言うまでもない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. In addition, this embodiment is only one embodiment of this invention, and it cannot be overemphasized that an embodiment can be changed in the range which does not change the summary of this invention.
[第1実施形態]
図1に示されるように、計測装置10は、ガイドワイヤ11と、演算装置12とを有する。ガイドワイヤ11は、例えばヒトの冠動脈に挿入可能な外径及び長さを有するものである。ガイドワイヤ11の先端は、ステンレス綱のコアワイヤの周囲に、別のステンレス綱が螺旋形状に巻かれて円筒形状にされたものであり、血管の湾曲に応じて撓むことが可能である。また、ガイドワイヤ11の内部空間には、後述される各センサの検知信号を伝達するためのハーネス13が挿通可能である。ガイドワイヤ11の先端にはX線等を遮蔽する先端チップ14が設けられている。ガイドワイヤ11の先端(図1における右端)が第1端に相当し、基端(図1における左端)が第2端に相当する。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the
演算装置12は、後述される各センサの検知信号を受信して、血液の圧力、温度、血管の内径を演算するものであり、例えば、CPU、ROM、RAMなどのハードウェアを有しており、演算を実現するためのプログラムが格納されている。また、演算装置12は、温度に基づいて血液の流速を演算するものであってもよい。演算装置12が、第1演算手段及び第2演算手段に相当する。
The
ガイドワイヤ11の先端側には、ガイドワイヤ11の軸線方向51に間隔を空けて第1センサ21及び第2センサ22がそれぞれ設けられている。第1センサ21及び第2センサ22は、冠動脈を流れる血液の圧力及び温度を測定するための血液の物理量をそれぞれ検知するものである。第1センサ21及び第2センサ22は、例えばガイドワイヤ11のコアワイヤに固定されており、第1センサ21及び第2センサ22に対応する一部分には螺旋形状のステンレス綱が設けられないことによって、ガイドワイヤ11の外部へ向かって露出されている。第1センサ21及び第2センサ22としては、例えば、特表2001−504249号公報や特開2001−25461号公報、特表2008−514308号公報に開示されているものが使用可能である。
A
図1及び図2に示されるように、ガイドワイヤ11の先端側には、3個の第3センサ23が設けられている。3個の第3センサ23は、ガイドワイヤ11の軸線周りに等間隔で、すなわち120°毎に配置されている。各第3センサ23は、例えばガイドワイヤ11のコアワイヤに固定されており、各第3センサ23に対応する一部分には螺旋形状のステンレス綱が設けられないことによって、ガイドワイヤ11の外部へ向かって露出されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, three
各第3センサ23は、ガイドワイヤ11における配置が異なる他は同様のものである。第3センサ23は、ガイドワイヤ11の外側へ向かって、光波や超音波、磁気などを出射し、冠動脈の内壁からの反射を受信することによって、冠動脈の内壁までの距離を測定するものである。このような第3センサ23として、例えば変位センサが挙げられる。また、第3センサ23は、超音波のエコーによって演算装置12に冠動脈の画像データを形成させ、その画像データに基づいて冠動脈の内径を演算させるものであってもよい。第3センサ23としては、例えば、特開2013−113796号公報や特開2013−24779号公報、特開2010−214013号公報に記載されたものが使用可能である。3個の第3センサ23により得られた距離に基づいて、演算装置12は、例えば3点測定法により内径を演算する。
Each
[第1実施形態の作用効果]
第1実施形態に係る計測装置10によれば、ガイドワイヤ11の先端側が冠動脈へ挿入されて、予め位置が確認されている狭窄病変に対して、第1センサ21及び第2センサ22の一方が近位側に位置され、他方が遠位側に位置される。演算装置12は、第1センサ21及び第2センサ22が検知する物理量に基づいて、冠動脈を流れる血液の圧力及び温度を測定する。また、演算装置12は、第3センサ23が検知した距離に基づいて血管の内径を測定する。これにより、冠動脈などの生体の管腔において、管腔を流れる流体の内圧及び温度に加えて、内径も計測することができる。
[Effects of First Embodiment]
According to the
[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態が説明される。第2実施形態に係る計測装置30は、第1実施形態に係る計測装置10のガイドワイヤ11に設けられた第3センサ23に代えて、接触検知素子31,バネ材32、外筒部材33及び移動機構34が用いられたものである。したがって、ガイドワイヤ11、第1センサ21、第2センサ22は、同様の構成なので、これらの説明は省略される。接触検知素子31,バネ材32、外筒部材33及び移動機構34が第3センサとして機能する。また、演算装置12は、移動機構34の駆動量に基づいて外筒部材33のスライド距離を算出し、さらに接触検知素子31がガイドワイヤ11の外周面から離れた距離を算出するためのプログラムを有する他は同様の構成である。演算装置12が計測手段に相当する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. The measuring
図3〜図4に示されるように、ガイドワイヤ11の外側には外筒部材33が設けられている。外筒部材33は、ガイドワイヤ11の外径より若干大きな内径を有するものであり、ガイドワイヤ11と同様に血管に沿って湾曲可能である。外筒部材33は、ガイドワイヤ11の先端の先端チップ14を外部へ露出させた状態において、ガイドワイヤ11の基端まで延出されている。外筒部材33はガイドワイヤ11に対して軸方向51へ相対的にスライド可能である。
As shown in FIGS. 3 to 4, an
外筒部材33には、第1センサ21及び第2センサ22に対応する位置に貫通孔35,36が形成されている。貫通孔35,36は、軸線方向51に細長である。貫通孔35,36の軸線方向101の長さは、外筒部材33のスライド量に応じて設定されている。貫通孔35,36により、外筒部材33が移動機構34によってスライドされる何れの位置においても、第1センサ21及び第2センサ22が外筒部材33の外部へ露出される。
Through
移動機構34は、外筒部材33の基端側に接続されており、ラックピニオン機構やボールネジなどを利用して、外筒部材33を軸線方向51へ移動させるものである。移動機構34の駆動量は、例えばエンコーダなどによって演算装置12へ出力される。演算装置12は、移動機構34の駆動量に基づいて、外筒部材33の移動距離を演算する。
The moving
ガイドワイヤ11と外筒部材33との隙間には、軸線方向51に沿って延びるバネ材32が設けられている。バネ材32は、ガイドワイヤ11の先端側において外周面に固定されており、その先端側がガイドワイヤ11の外側へ開く屈曲形状である。
A
図4に示されるように、バネ材32は、外筒部材33に覆われることによって、弾性的に変形してガイドワイヤ11の外周面に当接ないし近接する。図5に示されるように、外筒部材33が基端側へスライドされてバネ材32の先端側が外部へ露出されると、バネ材32が弾性復帰して、その先端側がガイドワイヤ11の外周面から離れる。バネ材32の先端側がガイドワイヤ11の外周面から離れる距離は、外筒部材33のスライド距離と比例する。したがって、演算装置12は、移動機構34の駆動量に基づいてバネ材32の先端側がガイドワイヤ11の外周面から離れた距離を演算することができる。
As shown in FIG. 4, the
バネ材32の先端には接触検知素子31が設けられている。接触検知素子31は、バネ材32の先端側の弾性変形に伴って、ガイドワイヤ11の外周面に対して接離する方向へ移動する。接触検知素子31は、例えばピエゾ素子などの感圧センサである。接触検知素子31は、第1センサ21及び第2センサ22と同様に、ハーネス13によって検知信号を演算装置12へ出力可能に電気的に接続されている。
A
なお、各図には現れていないが、バネ材32及び接触検知素子31は、第3センサ23と同様に、ガイドワイヤ11の軸線周りに3個が等間隔を空けて配置されている。
Although not shown in each figure, the
[第2実施形態の作用効果]
第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、演算装置12が、第1センサ21及び第2センサ22が検知する物理量に基づいて、冠動脈を流れる血液の圧力及び温度を測定する。また、移動機構34が外筒部材33をスライドさせることにより、バネ材32が弾性復帰してガイドワイヤ11の外側へ開き、これに伴って接触検知素子31がガイドワイヤ11の外周面から離れて冠動脈の内壁に接触する。演算装置12は、接触検知素子31の検知信号を受けたときに、接触検知素子31がガイドワイヤ11の外周面から離れた距離に基づいて血管の内径を測定する。これにより、冠動脈などの生体の管腔において、管腔を流れる流体の内圧及び温度に加えて、内径も計測することができる。
[Effects of Second Embodiment]
Also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the
[変形例]
なお、前述された第1実施形態及び第2実施形態では、ガイドワイヤ11により長尺部材が実現されているが、ガイドワイヤ11に代えて、マイクロカテーテルが用いられてもよい。マイクロカテーテルが用いられることによって、血管にガイドワイヤを留置したまま、マイクロカテーテルを挿入及び抜き出すことができ、そのガイドワイヤを用いてバルーンカテーテルなどを血管に挿入することができる。
[Modification]
In the first and second embodiments described above, the elongated member is realized by the
また、図1及び図2に示されるように、ガイドワイヤ11の先端側には、3個の第3センサ23が設けられているが、第3センサ23は、3個以上であれば、4個であっても5個であってもよい。例えば、4個の第3センサ23が、ガイドワイヤ11の軸線周りに等間隔で、すなわち90°毎に配置されていてもよい。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, three
10,30 計測装置
11 ガイドワイヤ(長尺部材)
12 演算装置(第1演算手段、第2演算手段、計測手段)
21 第1センサ
22 第2センサ
23 第3センサ
31 接触検知素子
34 移動機構
10, 30
12 Arithmetic devices (first arithmetic means, second arithmetic means, measuring means)
21
Claims (6)
上記長尺部材の第1端側に設けられた第1センサと、
上記長尺部材において上記第1センサより上記第2端側に設けられた第2センサと、
上記長尺部材の第1端側に設けられた第3センサと、を具備しており、
上記第1センサ及び上記第2センサは、上記管腔を流れる流体の圧力及び温度を測定するための流体の物理量をそれぞれ検知するものであり、
上記第3センサは、上記管腔の内径を測定するための物理量を検知するものである計測装置。 A long member having a first end and a second end, the first end side being insertable into the lumen;
A first sensor provided on the first end side of the elongate member;
A second sensor provided on the second end side from the first sensor in the long member;
A third sensor provided on the first end side of the elongate member,
The first sensor and the second sensor detect physical quantities of fluid for measuring the pressure and temperature of the fluid flowing through the lumen,
The third sensor is a measuring device that detects a physical quantity for measuring the inner diameter of the lumen.
上記長尺部材の軸線周りに少なくとも3個が間隔を空けて配置されており、上記管腔の内壁との接触を検知する接触検知素子と、
上記各接触検知素子を上記長尺部材の軸方向と交差する各方向であって上記長尺部材から離れる向きへ移動させる移動機構と、
上記移動機構が上記接触検知素子を移動させた距離を計測する計測手段と、を有するものである請求項1に記載の計測装置。 The third sensor is
At least three are arranged at intervals around the axis of the elongate member, and a contact detection element for detecting contact with the inner wall of the lumen;
A moving mechanism that moves each of the contact detection elements in a direction intersecting the axial direction of the long member and away from the long member;
The measuring apparatus according to claim 1, further comprising a measuring unit that measures a distance by which the moving mechanism has moved the contact detection element.
上記第3センサの検知信号に基づいて、上記管腔の内径を演算する第2演算手段と、を更に具備するものである請求項1から5のいずれかに記載の計測装置。
First computing means for computing the pressure and temperature of the fluid flowing through the lumen based on the detection signals of the first sensor and the second sensor;
6. The measuring device according to claim 1, further comprising second calculating means for calculating an inner diameter of the lumen based on a detection signal of the third sensor.
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