JP2016030092A - Blood vessel treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は血管治療装置に関し、より詳しくは、血管の狭窄病変部位にバルーンを挿入し、該バルーンを膨張させながら加熱させることにより、上記狭窄病変部位の血管細胞や繊維組織に熱作用を与えることで治療効果を得る血管治療装置に関する。 The present invention relates to a vascular treatment device, and more particularly, by inserting a balloon into a stenosis lesion site of a blood vessel and heating the balloon while inflating it, thereby giving a thermal action to the vascular cells and fiber tissue in the stenosis lesion site. The present invention relates to a vascular treatment device that obtains a therapeutic effect.
従来、血管における狭窄病変部位を治療する血管治療装置が提案されている(例えば特許文献1)。この特許文献1による治療技術においては、先ず血管の狭窄病変部位にバルーンを挿入し、その状態においてバルーン内に溶液を潅流させてバルーンを加圧・膨張させる。この持続的な潅流による加圧下で、バルーン内の発熱素子にレーザ光を照射してバルーン内潅流溶液を加熱する。それにより、バルーンを膨張させるとともに加熱することができ、血管組織に熱作用を与えながら拡張治療を行うようになっている。そして、この特許文献1の治療装置においては、温度センサーによってバルーン温度を経時的に計測しながら発熱素子を加熱するレーザ光の出力を制御することにより、バルーンの温度を予め設定した目標温度に対して一定の範囲内に収めるようになっている。
また、バルーンを標的病変部に密着させて高周波加熱を行うことで循環器疾患を治療する、多目的加熱バルーンカテーテルも提案されている(例えば特許文献2)。特許文献2においても、温度センサーで温度を経時的に計測しながらバルーン温度を制御する方法が示されている。バルーン拡張と熱作用を組み合わせたカテーテルおよびその装置は、多くの循環器疾患治療に有効である。
Conventionally, a vascular treatment device for treating a stenotic lesion in a blood vessel has been proposed (for example, Patent Document 1). In the treatment technique according to Patent Document 1, first, a balloon is inserted into a stenotic lesion of a blood vessel, and in that state, a solution is perfused into the balloon to pressurize and inflate the balloon. Under pressure by this continuous perfusion, the heating element in the balloon is irradiated with laser light to heat the perfusion solution in the balloon. As a result, the balloon can be inflated and heated, and expansion treatment is performed while applying a thermal action to the vascular tissue. In the treatment apparatus of Patent Document 1, the temperature of the balloon is controlled with respect to a preset target temperature by controlling the output of the laser beam that heats the heating element while measuring the balloon temperature over time by the temperature sensor. Within a certain range.
There has also been proposed a multipurpose heated balloon catheter that treats circulatory diseases by applying high-frequency heating with the balloon in close contact with the target lesion (for example, Patent Document 2).
上述したような加熱バルーンとその制御装置を用いて患者に治療を施す際には、バルーンと接する組織の温度をできるだけ短時間(15秒以内とする)で目的の温度まで加熱し、その後は温度を必要な時間保持できることが望ましい。血管周囲には結合組織や臓器の一部(例えば、冠状動脈の場合は心筋組織など)が存在するため、加熱時間が長くなると熱伝導によってこれらの組織を傷害するおそれがあるためである。
特許文献1ではバルーン内の溶液を持続的に還流しながらバルーンを加圧・膨張させ、この持続的な還流下でレーザーを照射して加熱する方法を提案している。これによりバルーン内温度が常に均一となり、またレーザーを停止した後は加熱温度がすみやかに冷やされるため、短時間での加熱治療が可能になった。しかしながら文献1をはじめ、温度を素早く所望の温度とするための装置に関しては明示がなく、現実的に短時間での加熱治療が困難である。治療時においては、患者ごとにバルーン周囲の熱環境(バルーンに接する病変の組成などに依る)やバルーンの拡張状態が異なるため、同じレーザーパワーで照射を行なっても同じ温度上昇とはならない。また、持続的な溶液潅流下における温度制御は、溶液の加熱と同時に加熱された溶液が排出されていくため、制御が追いつかず温度の過上昇や不足が生じる。
When a patient is treated using the heating balloon and its control device as described above, the temperature of the tissue in contact with the balloon is heated to the target temperature in the shortest possible time (within 15 seconds), and then the temperature It is desirable to be able to hold the required time. This is because some connective tissues and organs (for example, myocardial tissue in the case of coronary arteries) exist around the blood vessels, and if the heating time is prolonged, these tissues may be damaged by heat conduction.
Patent Document 1 proposes a method in which a balloon is pressurized and expanded while the solution in the balloon is continuously refluxed, and the laser is irradiated and heated under this continuous reflux. As a result, the temperature in the balloon is always uniform, and after the laser is stopped, the heating temperature is quickly cooled, so that heat treatment can be performed in a short time. However, there is no description regarding the device for quickly setting the temperature to a desired temperature including Document 1, and it is practically difficult to perform heat treatment in a short time. At the time of treatment, since the thermal environment around the balloon (depending on the composition of the lesion in contact with the balloon, etc.) and the expansion state of the balloon are different for each patient, the same temperature rise does not occur even when irradiation is performed with the same laser power. In addition, the temperature control under continuous solution perfusion causes the heated solution to be discharged simultaneously with the heating of the solution, so that the control cannot catch up and the temperature is excessively increased or insufficient.
上述した事情に鑑み、本発明は、血管に挿入されて拡縮可能なバルーンと、流体通路を介してバルーン内に拡張液を潅流させる給液手段と、上記バルーン内に設けられた発熱体と、レーザ光を発振するとともに導光手段を介して上記バルーン内の発熱体にレーザ光を照射するレーザ発振器と、上記バルーン内の温度を検出する温度センサと、上記温度センサが検出した温度を基にして上記レーザ発振器が発振するレーザ光の出力を制御する制御手段とを備え、上記給液手段によりバルーン内に拡張液を潅流させてバルーンを膨張させるとともに上記レーザ発振器が発振したレーザ光を発熱体に照射して加熱させることにより、バルーン内の拡張液を目標温度に加熱するようにした血管治療装置において、
上記制御手段は、バルーン内の拡張液が上記目標温度に至る区間で所定時間毎に温度センサの検出結果を基にして拡張液の温度を確認し、該所定時間毎の検出温度に基づいて温度の上昇勾配を求めるとともに、該求めた温度の上昇勾配と予め定めた基準となる温度の上昇勾配とを比較して、求めた温度の上昇勾配が基準となる温度の上昇勾配よりも所定範囲よりも大きい場合には上記レーザ発振器から発熱体に照射するレーザ光の出力を低下させるとともに、上記求めた温度の上昇勾配が基準となる温度の上昇勾配よりも所定範囲よりも小さい場合にはレーザ発振器から発熱体に照射するレーザ光の出力を上昇させるフィードフォワード制御を行い、
さらに、制御手段は、上記バルーン内の拡張液が目標温度に達してからは、拡張液の温度が上記目標温度よりも高い所定の上限温度になるとレーザ発振器から発熱体に照射するレーザ光の出力を低下させるとともに、拡張液の温度が上記目標温度よりも低い所定の下限温度になるとレーザ発振器から発熱体に照射するレーザ光の出力を上昇させるフィードバック制御を行うようにしたものである。
In view of the circumstances described above, the present invention includes a balloon that is inserted into a blood vessel and can be expanded and contracted, a liquid supply means for perfusing an expansion liquid into the balloon via a fluid passage, a heating element provided in the balloon, Based on the laser oscillator that oscillates the laser beam and irradiates the heating element in the balloon with the laser beam through the light guiding means, the temperature sensor that detects the temperature in the balloon, and the temperature detected by the temperature sensor Control means for controlling the output of the laser light oscillated by the laser oscillator, and the balloon is inflated by perfusing the expansion liquid into the balloon by the liquid supply means and the laser light oscillated by the laser oscillator is used as a heating element. In the blood vessel treatment device that heats the expansion liquid in the balloon to the target temperature by irradiating and heating
The control means confirms the temperature of the expansion liquid based on the detection result of the temperature sensor every predetermined time in a section where the expansion liquid in the balloon reaches the target temperature, and the temperature based on the detection temperature every predetermined time. And calculating the rising gradient of the temperature and comparing the rising gradient of the calculated temperature with a predetermined reference temperature rising gradient, the calculated rising temperature gradient is more than the reference temperature rising gradient from a predetermined range. Is too large, the output of the laser light irradiated to the heating element from the laser oscillator is reduced, and when the calculated temperature increase gradient is smaller than the reference temperature increase gradient, the laser oscillator Feed-forward control to increase the output of the laser beam irradiated to the heating element from
Further, after the expansion liquid in the balloon reaches the target temperature, the control means outputs an output of the laser light irradiated from the laser oscillator to the heating element when the temperature of the expansion liquid reaches a predetermined upper limit temperature higher than the target temperature. In addition, when the temperature of the expansion liquid reaches a predetermined lower limit temperature lower than the target temperature, feedback control is performed to increase the output of the laser light emitted from the laser oscillator to the heating element.
このような構成によれば、上記フィードフォワード制御により、バルーン内の拡張液を加熱し過ぎることなく短時間で上記目標温度に加熱することができる。そのため、バルーンによって血管の狭窄病変部位が過熱されて損傷するのを防止することができ、血管の再狭窄が生じる事を抑制することができる。しかも、バルーン内の溶液の潅流流量はレーザー照射中において一定であり、液圧を不必要に上昇させる必要がない。 According to such a configuration, the feed forward control can heat the expansion liquid in the balloon to the target temperature in a short time without overheating. For this reason, it is possible to prevent the stenotic lesion of the blood vessel from being overheated and damaged by the balloon, and to suppress the occurrence of restenosis of the blood vessel. Moreover, the perfusion flow rate of the solution in the balloon is constant during laser irradiation, and there is no need to increase the fluid pressure unnecessarily.
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1において、1は患者の血管を治療するための血管治療装置であり、この血管治療装置1は病院等におけるコンセントの電源から給電されて作動するようになっている。
血管治療装置1は、給液手段2、レーザ発振器3、制御手段4等が設けられた箱型の本体部5と、この本体部5の給液手段2及びレーザ発振器3と接続されたバルーンカテーテル6とを備えている。この血管治療装置1を用いて、患者の血管の狭窄病変部位に対して治療を施すことができるようになっている。つまり、血管治療装置1により患者に治療を施す際には、先ずバルーンカテーテル6の先端部6Aを患者の太股から血管内に差し込んでから所要量だけバルーンカテーテル6を送り込むことで先端部6Aのバルーン7を血管の狭窄病変部位内に位置させる。次に、その状態においてバルーン7内に給液手段2により拡張液としての造影剤8を流通させてバルーン7を膨張させるとともに(図2参照)、レーザ光によってバルーン7内の金属コイル9を加熱することで造影剤8を加熱することにより、血管の狭窄病変部位をバルーン7によって拡張して熱変性させるようになっている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the illustrated embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a blood vessel treatment apparatus for treating a blood vessel of a patient, and this blood vessel treatment apparatus 1 is operated by being supplied with power from an outlet in a hospital or the like. It is like that.
The blood vessel treatment device 1 includes a box-shaped
図1ないし図2に示すように、バルーンカテーテル6は、軸芯に位置して可撓性を有するガイドシャフト11と、このガイドシャフト11の先端部に設けられて拡縮可能なバルーン7と、造影剤8をバルーン7内へ供給するためにガイドシャフト11に沿って配置された給液チューブ12と、バルーン7内から造影剤8を排出させるためにガイドシャフト11に沿って配置された排液チューブ13と、給液チューブ12の先端内に配置された発熱体としての金属コイル9と、給液チューブ12内に配置されてレーザ発振器3から発振されたレーザ光を金属コイル9まで導光する光ファイバー14と、バルーン7内の金属コイル9および造影剤8の温度を検出して制御手段4に入力する温度センサとしての熱電対15とを備えている。このバルーンカテーテル6の構成は、従来公知のものと同じである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1に示すように、給液手段2は、本体部5に配置された給液シリンジ21および排液シリンジ22とからなり、両シリンジ21,22の作動は制御手段4によって制御されるようになっている。給液シリンジ21は、本体部5内に貯溜された造影剤8を上記給液チューブ12を介してバルーン7内に供給するようになっている。他方、排液シリンジ22は排液チューブ13を介してバルーン7内の造影剤8を本体部5内へ吸引して戻すようになっている。つまり、制御手段4によって給液シリンジ21および排液シリンジ22が作動されると、給液チューブ12を介してバルーン7内に造影剤8が流通するようになっており、そのようにバルーン7内に造影剤8を持続的に潅流させることで、収縮状態であったバルーン7が造影剤8の液圧によって膨張するようになっている。
上記本体部5には、上記各チューブ12、13内の液圧を計測する圧力計23A,23Bが配置されており、各圧力計23A、23Bによって計測された各チューブ12、13内の造影剤8の圧力は常時制御手段4に入力されるようになっている。制御手段4は、上記両シリンジ21,22を作動させた際における、上記バルーン7内の圧力を次の算出式で求めるようになっている。
バルーン7内の圧力={(給液チューブ12内の圧力+排液チューブ13内の圧力)/2}×補正係数
なお、バルーン7内の圧力を一定に維持するために、患者への血管治療手術中においては給液手段2(給液シリンジ21、排液シリンジ22)からバルーン7への造影剤8の流入速度、排出速度は一定であることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the liquid supply means 2 includes a
The
Pressure in the
次にレーザ発振器3の作動も制御手段4によって制御されるようになっており、本実施例のレーザ発振器3の仕様は次のとおりである。
発振動作:連続波、発振波長:900〜980nm、発生素子:レーザダイオード、発振方式:電流、
なお、レーザ発振器3の仕様はこれに限るものではなく、適宜変更可能である。
制御手段4によってレーザ発振器3が作動されるとレーザ発振器3からレーザ光が発振され、そのレーザ光は光ファイバー14によって導光されてからバルーン7内の金属コイル9(発熱体)の内面に照射される。このようにレーザ光が金属コイル9に照射されることで、金属コイル9が加熱される。そして、バルーン7内に造影剤8を持続的に潅流させてバルーン7を拡張させている状態において、光ファイバー14を介して金属コイル9にレーザ光を照射することにより金属コイル9を介して造影剤8が加熱されるので、バルーン7を所要の温度に加熱するようになっている。
Next, the operation of the
Oscillation operation: continuous wave, oscillation wavelength: 900 to 980 nm, generator element: laser diode, oscillation method: current,
The specifications of the
When the
温度センサとしての熱伝対15が検出したバルーン7内の造影剤8の温度は制御手段4に入力されるようになっており、また、両圧力センサ23A,23Bが検出した造影剤8の液圧も制御手段4に入力されるようになっている。制御手段4は、熱伝対15によって検出されたバルーン7内の造影剤8の温度および両圧力センサ23A,23Bの検出圧力から求めたバルーン7内の圧力を基にして、レーザ発振器3、給液手段2の両シリンジ21,22の作動を制御するようになっている。なお、上述した血管治療装置1の構成は従来公知のものと同様である。
The temperature of the
しかして、本実施例は、血管治療装置1を用いて患者に血管治療を施す際に、バルーン7内の造影剤8を目標温度に加熱する際に制御手段4によって的確に制御するようにしたことが特徴である。以下、血管治療装置1を用いた実際の血管治療の処理工程を説明する。
図3に示すように、本実施例においては、膨張させた状態のバルーン7を加熱するに当たって4つの工程を経てバルーン7の温度制御を行うようになっている。つまり、先ず、造影剤8により拡張させたバルーン7内を予熱し(予熱工程S1)、次にバルーン7内の造影剤8を基準となる温度の上昇勾配TS1に倣って制御開始温度となるまで加熱し(加熱工程S2)、その後、目標温度に達したバルーン7内の造影剤8を目標温度の上下所定範囲内の温度に所要時間維持し(温度維持工程S3)、最後にバルーン7内の造影剤8を冷却するようになっている(冷却工程S4)。
本実施例においては、このような4工程(S1〜S4)によりバルーン7内の造影剤8の温度制御を行うので、治療開始前の段階において、各工程S1〜S4において必要な各種の温度に関して、予め制御手段4に記憶させている。より具体的には、予熱工程S1において造影剤8の予熱を開始する温度を予熱開始温度としてあり、また、加熱工程S2において造影剤8の加熱を開始する加熱開始温度(つまり予熱停止温度)を例えば40℃としてあり、その温度が制御手段4に予め記憶されている。また、加熱工程S2において、造影剤8を加熱する際の基準となる温度の上昇勾配TS1(温度上昇と経過時間との関係を示す勾配)、及び造影剤8を目標温度に近づける制御開始温度(例えば55℃)、さらに加熱工程S2と温度維持工程S3における加熱の目標となる目標温度(例えば65℃)が制御手段4に予め記憶されている。さらに、温度維持工程S3において所定範囲内に造影剤8の温度を維持するために、上記目標温度よりも少し高い制限上限温度(例えば67℃)、および上記目標温度よりも少し低い制限下限温度(例えば63℃)が予め制御手段4に記憶されている。このような各工程S1〜S4におけるバルーン7内の造影剤8の温度制御のために必要な各種の温度が予め制御手段4に記憶されている。なお、本実施例の血管治療装置1を用いた治療においては、予熱工程S1〜冷却工程S4までに要する合計の所要時間は、患者の肉体的な負担を考慮して最大でも約90秒程度を想定している。
Thus, in the present embodiment, when the vascular treatment is performed on the patient using the vascular treatment device 1, the
As shown in FIG. 3, in this embodiment, when the
In this embodiment, since the temperature control of the
以下、血管治療装置1により実際に患者に治療(手術)を施す場合の処理工程を説明する。
先ず、上記バルーンカテーテル6を患者の血管に挿入して、所要量だけ血管内に送り込むことにより、バルーンカテーテル6の先端に位置するバルーン7を血管の狭窄病変部位内に位置させる。
次に制御手段4が給液手段2の両シリンジ21、22を作動させて、給液チューブ12と排液チューブ13を介してバルーン7内に造影剤8を注入し、かつ排液して、バルーン7内に造影剤8を持続的に潅流させることでバルーン7を膨張させる(図1、図2参照)。これにより、血管の狭窄病変部位が拡張されたバルーン7によって内部から加圧される。この時のバルーン7を加圧する圧力は3.5atm=355kPa程度に設定される。
このように、バルーン7内に造影剤8を持続的に潅流させてバルーン7を膨張させた状態において、この後、制御手段4によるレーザ発振器3と給液手段4を用いた予熱工程S1〜冷却工程S4によるバルーン7内の造影剤8の加熱と温度制御が以下のように行われる。
Hereinafter, processing steps in the case of actually performing treatment (surgery) on a patient with the vascular treatment device 1 will be described.
First, the
Next, the control means 4 operates both the
Thus, in the state in which the
図3に示すように、先ず、予熱工程Sにおいては、患者に対する手術開始と共に制御手段4はレーザ発振器3を所定電流AOで作動させてレーザ光を発振させるので、該レーザ光が光ファイバー14に導光されて金属コイル9に照射される。これにより、予熱工程Sが開始される。
本実施例では、予熱熱工程S1に要する時間は長くとも5秒を想定しており、加熱開始温度に達した時点で制御手段4は、レーザ発振器3に印加する電流を上記AOからA1に上昇させて造影剤8の加熱を開始する。前述したように、加熱開始温度は40℃(患者の体温よりも少し高い温度)に設定されている。
なお、予熱開始から所定時間(例えば5秒)以内に造影剤8の温度が加熱開始温度40℃に達しない場合には、制御手段4はレーザ発振器3、光ファイバー14といった機器に不良があると判断し、速やかにレーザ発振器3の作動を停止させるとともに、警報を発して治療を強制終了する。
As shown in FIG. 3, first, in the preheating step S, the control means 4 operates the
In the present embodiment, it is assumed that the time required for the preheating and heating step S1 is 5 seconds at the maximum, and when the heating start temperature is reached, the control means 4 increases the current applied to the
When the temperature of the
このように、加熱工程S2に移行すると、制御手段4は、造影剤8の加熱を開始してから後に所定時間(△t)が経過する毎に、熱伝対15を介してバルーン7内の温度を確認し、その所定時間(△t)が経過する毎の温度の変化を微分する。これにより、実際に加熱が進行中のバルーン7内の造影剤8の温度の上昇勾配(△T/△t)を求める。
このようにして、制御手段4は、加熱中の造影剤8の温度の上昇勾配TSXを求めることでバルーン7内の昇温状態を把握する。そして、この後、制御手段4は、上述のようにして求めた温度の上昇勾配TSXと予め記憶した基準となる温度の上昇勾配TS1と比較する。そして、実際に加熱中の温度の上昇勾配TSXが所定範囲(例えば50%)以上であるときには、制御手段4は、即座にレーザ発振器3に印加している電流を低下させて、レーザ光の出力を低下させる。
他方、加熱中の造影剤8の温度の上昇勾配TSXと基準となる温度の上昇勾配TS1とを比較して、加熱中の造影剤8の温度の上昇勾配TSXが所定範囲(例えば50%)未満であるときには、制御手段4は、即座にレーザ発振器3に印加している電流を上昇させて、レーザ光の出力を上昇させる。ここで、バルーン7を昇温させる場合と比べてバルーン7の温度低下には時間がかかるので、連続して所定範囲(50%)未満であればレーザ光の出力を上げるようにしても良い。
このようにして加熱工程S2に移行した後に制御手段4は上述した温度制御を行なうことにより、加熱中の造影剤8の温度の上昇勾配TSXを上記基準となる温度の上昇勾配TS1に近づけるようになっている。そして、加熱が進行中の造影剤8の温度が予め設定した制御開始温度(55℃)に到達すると、その時点X1において制御手段4はレーザ発振器3に印加する電流をA2に低下させる。ここでの電流値A2は先の電流値A1よりも小さな電流値である。
我々は、バルーン内溶液の潅流流量を一定とした場合、レーザー照射開始直後のバルーン温度の立ち上がり時における温度勾配△T/△tがレーザーの照射パワーに比例することを確認し、上述の制御方法に至った。治療時においては、バルーン周囲を取り巻く病変の組成や、患者の体温、バルーンの拡張状態などがそのつど異なるため、このレーザー照射直後の温度勾配△T/△tは患者ごとに異なる。どのような温度勾配をもって加熱すれば目標到達温度に到達するかをあらかじめ検討しておくことで、この制御方法により効率的に所望の温度まで制御することができる。
In this way, when the process proceeds to the heating step S2, the control means 4 causes the inside of the
In this way, the control means 4 determines the temperature rise state in the
On the other hand, the temperature increase gradient TSX of the
Thus, the control means 4 performs the above-described temperature control after moving to the heating step S2, so that the temperature increase gradient TSX of the
We have confirmed that the temperature gradient ΔT / Δt at the rise of the balloon temperature immediately after the start of laser irradiation is proportional to the laser irradiation power when the perfusion flow rate of the solution in the balloon is constant. It came to. At the time of treatment, since the composition of the lesion surrounding the balloon, the patient's body temperature, the expanded state of the balloon, and the like are different, the temperature gradient ΔT / Δt immediately after the laser irradiation is different for each patient. By examining in advance what temperature gradient should be used to reach the target temperature, it is possible to efficiently control to a desired temperature by this control method.
上述のようにして、制御開始温度(55℃)に到達した時点X1の後に造影剤8の温度が予め定めた目標温度(65℃)に到達したら、制御手段4は、レーザ発振器3に印加する電流値をそのまま10〜15秒維持する。造影剤8の温度が目標温度(65℃)に到達した時点X2が加熱工程S2の終了時点となる。つまり、温度維持工程S3の開始時点となる。以上のように、制御手段4は、加熱工程S2において造影剤8の温度に関してフィードフォワード制御を行う。
次に、温度維持工程S3に移行すると、制御手段4は、レーザ発振器3に印加する電流値をそのまま10〜15秒間、維持する。これにより、血管の狭窄病変部位が目標温度の65℃に加熱されたバルーン7によって加熱されて該バルーン7の外径と同程度に拡張されることになる。
ところで、温度維持工程S3においてはバルーン7内の造影剤8の温度を目標温度65℃に維持しようとする訳であるが、患者の体温その他の条件が関与するために、温度維持工程S3においてバルーン7内の造影剤8の温度を正確に目標温度65℃に維持することは難しい。そこで、本実施例においては、制御上限温度(67℃)〜制御下限温度(63℃)の範囲内にバルーン7内の造影剤8の温度が収まるように、制御手段4は温度維持工程S3においてレーザ発振器3へ印加する電流を制御するようになっている。つまり、本実施例においては、目標温度(65℃)の前後に、制御上限温度(67℃)と制御下限温度(63℃)が設けられている。そして、バルーン7内の造影剤8の温度が制御上限温度(67℃)を超えると、制御手段4はレーザ発振器3の作動電流値を上記A2よりも低いA3まで低下させてレーザ光の出力を低下させる。他方、バルーン7内の造影剤8の温度が制御下限温度(63℃)を下回ると、制御手段4はレーザ発振器3の作動電流をA2よりも大きなA4に上昇させて、レーザ光の出力を上昇させる。このように、制御手段4は、温度維持工程S3においては、バルーン7内の造影剤8の温度をフィードバック制御するようになっている。本実施例においては、温度維持工程S3に要する時間は10秒〜15秒を想定している。
なお、温度維持工程S3において、バルーン7内の温度が上記制御上限温度(67℃)よりも高い安定上限温度(70℃)に達した場合には、バルーン7の熱によって血管を損傷する虞があるので、制御手段4はレーザ発振器3の作動を直ちに停止させて治療を強制終了する。他方、温度維持工程S3において、バルーン7内の温度が上記制御下限温度(63℃)よりも低い安定下限温度(60℃)を下回った場合には、制御手段4は警告(アラーム)で表示するようになっている。その際、警告を表示すると同時に、制御手段4によりレーザ発振器3の作動電流を上記A4よりも大きいA5に上昇させてもよい。
As described above, when the temperature of the
Next, when proceeding to the temperature maintaining step S3, the control means 4 maintains the current value applied to the
By the way, in the temperature maintenance step S3, the temperature of the
In the temperature maintaining step S3, when the temperature in the
以上のようにして、温度維持工程S3におけるバルーン7の温度制御が行われ、次に温度維持工程S3(最大15秒)が経過すると、制御手段4はレーザ発振器3の作動を停止させて、レーザ光の金属コイル9への照射を停止させる。この時点X3が温度維持工程S3の終了時点であり、かつ冷却工程S4の開始時点となる。この冷却工程S4においては、加熱されて拡張された血管の状態が維持されるようにバルーン7を膨張させた状態のままで冷却を行う。
レーザ発振器3の作動停止によりレーザ光の金属コイル9への照射が停止するが、その後も引き続き給液手段2の両シリンジ21,22によりバルーン7内へ造影剤8を持続的に潅流させる。それにより、バルーン7内の高温の造影剤8がバルーン7内から排液される一方、低温の造影剤8がバルーン7内に供給される。これにより、バルーン7内が低温の造影剤8に置換されることでバルーン7の温度は急激に低下するようになっている。このようにして冷却工程S4におけるバルーン7内の温度制御が行われる。この冷却工程S4に要する時間は、患者の状態に応じて30秒〜1分間に設定されている。
冷却工程S4が終了したら、制御手段4は給液手段2の両シリンジ21,22の作動を制御してバルーン7、および両チューブ12、13から造影剤8を排出させて本体部5内に回収する。これにより、バルーン7が膨張状態から治療開始前の縮小状態に復帰するので、その後、バルーンカテーテル6が患者から抜き取られる。
As described above, the temperature control of the
When the
When the cooling step S4 is completed, the control unit 4 controls the operation of both the
以上のように、本実施例の血管治療装置1を用いて患者に血管治療を施す際に、加熱工程S2においては加熱中の造影剤8の温度の上昇勾配TSXを制御手段4が求めて、その温度の上昇勾配TSXと基準となる温度の上昇勾配TS1とのずれに応じてレーザ発振器3の出力を制御するフィードフォワード制御を行うようになっている。そして、その後、温度維持工程S3においては、制御手段4は、バルーン7内の造影剤8の温度が目標温度の上下所定範囲内の温度に収まるように、レーザ発振器の出力をフィードバック制御するようになっている。そのため、本実施例の血管治療装置1によれば、患者の血管をバルーン7によって過熱することを防止して、血管の損傷を防止することができる。そのため、バルーン7による血管の短時間の加熱により該血管を拡張させて熱変性させることができる。
なお、上述した温度制御における予熱工程S1は必ずしも必要ではなく、予め加熱開始温度まで温めておいた造影剤8をバルーン7内に給液するようにして、予熱工程S1を省略するようにしても良い。また、冷却工程S4において、給液チューブ12が複数の給液手段を備え、弁等で切り換えることによって加熱工程S2や温度維持工程S3でバルーン7内を持続的に潅流させる造影剤8よりも低い温度の造影剤8を潅流させるようにしても良い。
As described above, when the patient is subjected to vascular treatment using the vascular treatment device 1 of the present embodiment, the control means 4 obtains the temperature increase gradient TSX of the
Note that the preheating step S1 in the temperature control described above is not necessarily required, and the
1‥血管治療装置 2‥給液手段
3‥レーザ発振器 4‥制御手段
6‥バルーンカテーテル 7‥バルーン
8‥造影剤(拡張液) 9‥金属コイル
15‥熱伝対(温度センサ)
TS1‥基準となる温度勾配
TSX‥現在加熱中の温度勾配
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Blood
TS1 Temperature gradient TSX that is the reference Temperature gradient that is currently being heated
Claims (3)
上記給液手段によりバルーン内に拡張液を潅流させてバルーンを膨張させるとともに上記レーザ発振器が発振したレーザ光を発熱体に照射して加熱させることにより、バルーン内の拡張液を目標温度に加熱するようにした血管治療装置において、
上記制御手段は、バルーン内の拡張液が上記目標温度に至る区間で所定時間毎に温度センサの検出結果を基にして拡張液の温度を確認し、該所定時間毎の検出温度に基づいて温度の上昇勾配を求めるとともに、該求めた温度の上昇勾配と予め定めた基準となる温度の上昇勾配とを比較して、求めた温度の上昇勾配が基準となる温度の上昇勾配よりも所定範囲よりも大きい場合には上記レーザ発振器から発熱体に照射するレーザ光の出力を低下させるとともに、上記求めた温度の上昇勾配が基準となる温度の上昇勾配よりも所定範囲よりも小さい場合にはレーザ発振器から発熱体に照射するレーザ光の出力を上昇させるフィードフォワード制御を行い、
さらに、制御手段は、上記バルーン内の拡張液が目標温度に達してからは、拡張液の温度が上記目標温度よりも高い所定の上限温度になるとレーザ発振器から発熱体に照射するレーザ光の出力を低下させるとともに、拡張液の温度が上記目標温度よりも低い所定の下限温度になるとレーザ発振器から発熱体に照射するレーザ光の出力を上昇させるフィードバック制御を行うことを特徴とする血管治療装置。 A balloon that is inserted into a blood vessel and can be expanded and contracted, a liquid supply means for perfusing an expansion liquid into the balloon via a fluid passage, a heating element provided in the balloon, a laser beam and a light guide means A laser oscillator that irradiates the heating element in the balloon with a laser beam, a temperature sensor that detects the temperature in the balloon, and a laser beam that the laser oscillator oscillates based on the temperature detected by the temperature sensor. Control means for controlling the output,
The expansion liquid in the balloon is heated to the target temperature by irrigating the expansion liquid into the balloon by the liquid supply means to inflate the balloon and irradiating the heating element with the laser light oscillated by the laser oscillator. In such a vascular treatment device,
The control means confirms the temperature of the expansion liquid based on the detection result of the temperature sensor every predetermined time in a section where the expansion liquid in the balloon reaches the target temperature, and the temperature based on the detection temperature every predetermined time. And calculating the rising gradient of the temperature and comparing the rising gradient of the calculated temperature with a predetermined reference temperature rising gradient, the calculated rising temperature gradient is more than the reference temperature rising gradient from a predetermined range. Is too large, the output of the laser light irradiated to the heating element from the laser oscillator is reduced, and when the calculated temperature increase gradient is smaller than the reference temperature increase gradient, the laser oscillator Feed-forward control to increase the output of the laser beam irradiated to the heating element from
Further, after the expansion liquid in the balloon reaches the target temperature, the control means outputs an output of the laser light irradiated from the laser oscillator to the heating element when the temperature of the expansion liquid reaches a predetermined upper limit temperature higher than the target temperature. And a feedback control for increasing the output of the laser light emitted from the laser oscillator to the heating element when the temperature of the expansion liquid reaches a predetermined lower limit temperature lower than the target temperature.
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