JP2020146193A

JP2020146193A - カテーテル及びカテーテルシステム

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Publication number: JP2020146193A
Application number: JP2019045593A
Authority: JP
Inventors: 雅友石川; Masatomo Ishikawa
Original assignee: Asahi Intecc Co Ltd
Current assignee: Asahi Intecc Co Ltd
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-17

Abstract

【課題】磁場を用いた位置の把握が可能なカテーテルにおいて、トルク伝達性を向上させる。【解決手段】カテーテルは、導電性を有する素線をカテーテルの周方向に巻回して形成されたコイル体と、コイル体の内側又は外側に配置され導電性を有する材料により形成された導電体と、コイル体と導電体との間に配置されコイル体と導電体とを電気的に絶縁する絶縁部と、コイル体の基端側と電源又は電気信号検出器とを電気的に接続する第１接続部と、導電体の基端側と電源又は電気信号検出器とを電気的に接続する第２接続部とを備える。コイル体は、コイル体の先端側に配置され隣り合う素線間が離間した先端側コイル部と、コイル体の基端側に配置され先端側コイル部に電気的に接続されると共に、隣り合う素線間が接触した基端側コイル部とを含む。先端側コイル部の先端側と導電体の先端側とは電気的に接続されている。【選択図】図２

Description

本発明は、カテーテル及びカテーテルシステムに関する。

生体管腔内に挿入されたカテーテルの位置を把握する手段として、従来から、造影剤と放射線撮影とを用いた血管造影が行われてきたが、より低侵襲な手段として、核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ、Magnetic Resonance Imaging）を利用することが提案されている。ＭＲＩでは、患者に高周波の磁場を与え、生体内の水素原子の共鳴現象の際に生じる電波を受信コイルで取得し、信号データから画像を生成することができる。例えば、特許文献１には、ＭＲＩ装置の撮像領域内で使われる磁気共鳴映像装置用カテーテルにおいて、導電体被覆に所定の磁気共鳴周波数の高周波電流を遮蔽する遮断手段を設けることが開示されている。また、特許文献２には、磁界を発生させる磁石と、一時傾斜磁界を発生させる手段と、追加的な磁界を発生させる手段からなるカテーテルとを備える介入処置用のＭＲシステムが開示されている。

特開２００１−３１４３９０号公報特表平１０−５１３０９８号公報

一方、カテーテルは、例えば血管等の生体管腔内に挿入されて使用されるため、手元部分におけるカテーテルへの操作を先端側へと伝達するトルク伝達性が求められる。この点、特許文献１，２に記載のカテーテルでは、トルク伝達性について何ら考慮されておらず、改善の余地があった。また、特許文献１に記載のカテーテルは、高周波電流を遮蔽する遮断手段（バズーカ型バラン）を備える等、特殊な形状を有しているため、従来のカテーテルに比べて使い勝手に劣るという課題があった。なお、このような課題は、ＭＲＩ装置において使用されるカテーテルに限らず、磁場を用いた位置の把握が可能なカテーテル全般に共通する。また、このような課題は、血管系、リンパ腺系、胆道系、尿路系、気道系、消化器官系、分泌腺及び生殖器官といった、生体管腔内に挿入されるデバイス全般に共通する。

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、磁場を用いた位置の把握が可能なカテーテルにおいて、トルク伝達性を向上させることを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、管状のカテーテルが提供される。このカテーテルは、導電性を有する素線を前記カテーテルの周方向に巻回して形成された、先端及び基端を有するコイル体と、前記コイル体の内側又は外側に配置され、導電性を有する材料により形成された、先端及び基端を有する導電体と、前記コイル体と前記導電体との間に配置され、前記コイル体と前記導電体とを電気的に絶縁する絶縁部と、前記コイル体の前記基端の側（コイル体基端部ともいう）と、電源又は電気信号検出器とを電気的に接続する第１接続部と、前記導電体の前記基端の側（導電体基端部ともいう）と、前記電源又は前記電気信号検出器とを電気的に接続する第２接続部と、を備え、前記コイル体は、前記コイル体の前記先端の側に配置され、隣り合う前記素線間が離間した先端側コイル部と、前記コイル体の前記基端の側に配置され、前記先端側コイル部に電気的に接続されると共に、隣り合う前記素線間が接触した基端側コイル部と、を含み、前記先端側コイル部の先端側と、前記導電体の先端側とは電気的に接続されている。

この構成によれば、コイル体の先端側には、隣り合う素線間が離間した先端側コイル部であって、基端側コイル部を介して電源又は電気信号検出器に接続され、かつ、導電体を介して電源又は電気信号検出器に接続され得る先端側コイル部を備える。この先端側コイル部を、磁場発生源あるいは磁気センサの部品として用いることで、磁場を用いた位置の把握が可能なカテーテルを実現できる。また、コイル体の基端側には、隣り合う素線間が接触した基端側コイル部を備える。基端側コイル部は、磁場発生源あるいは磁気センサの部品としては機能しない一方で、先端側コイル部と共に（コイル体全体として）、カテーテルを補強する補強部材として機能する。このため、本構成によれば、カテーテルのトルク伝達性を向上できると共に、磁場を用いた位置の把握が可能なカテーテルを容易に作製できる。

（２）上記形態のカテーテルにおいて、前記先端側コイル部は、少なくとも一部分においてピッチが一定であってもよい。この構成によれば、先端側コイル部は、少なくとも一部分においてピッチが一定である。このため、先端側コイル部を磁場発生源あるいは磁気センサの部品として用いた場合において、先端側コイル部のコイルピッチが全てランダムの場合と比較して、発生あるいは検出される磁場の大きさの算出を容易にできる。

（３）上記形態のカテーテルにおいて、前記導電体は、導電性を有する素線を網目織りにしたメッシュ形状であってもよい。この構成によれば、導電体は、導電性を有する素線を網目織りにしたメッシュ形状であるため、導電体を、カテーテルを補強する補強部材として機能させることができ、カテーテルのトルク伝達性をさらに向上できる。また、導電体をメッシュ形状とすることで、カテーテルの柔軟性を維持しつつ、強度を向上できる。

（４）上記形態のカテーテルでは、さらに、樹脂により形成された管状の内層を備え、前記導電体は、前記内層の外側の少なくとも一部分を被覆し、前記コイル体は、前記導電体の外側の少なくとも一部分を被覆していてもよい。この構成によれば、カテーテルは、管状の内層と、内層の外側の少なくとも一部分を被覆した導電体と、導電体の外側の少なくとも一部分を被覆したコイル体とを備える、従来と同様の層状構成であるため、従来のカテーテルと同様の使い勝手を実現できる。また、本構成によれば、導電体がコイル体の内側に配置されるため、先端側コイル部において発生あるいは検出される磁場が、導電体で低減され難くできる。この結果、カテーテルの位置をより正確に把握することが可能となる。

（５）本発明の一形態によれば、カテーテルシステムが提供される。このカテーテルシステムは、上記形態のカテーテルと、前記カテーテルと距離を空けて配置された磁場発生源と、を備える。この構成によれば、第１接続部及び第２接続部に電気信号検出器を接続することによって、先端側コイル部を磁気センサの部品として使用することができる。すなわち、先端側コイル部と電気信号検出器とによって磁気センサを構成できる。本構成によれば、外部の磁場発生源で磁場を発生させた際に、磁気センサで検出される磁場に基づいて、カテーテルの位置を把握できる。

（６）上記形態のカテーテルシステムにおいて、前記磁場発生源は、互いに距離を空けて配置された少なくとも３つの磁場発生デバイスを含んでいてもよい。この構成によれば、磁場発生源は、互いに距離を空けて配置された少なくとも３つの磁場発生デバイスを含むため、カテーテルの位置をより正確に把握できる。

（７）本発明の一形態によれば、カテーテルシステムが提供される。このカテーテルシステムは、上記形態のカテーテルと、前記カテーテルと距離を空けて配置された磁気センサと、を備える。この構成によれば、第１接続部及び第２接続部に電源を接続することによって、先端側コイル部を磁場発生源の部品として使用することができる。すなわち、先端側コイル部と電源とによって磁場発生源を構成できる。本構成によれば、磁場発生源で磁場を発生させた際に、外部の磁気センサで検出される磁場に基づいて、カテーテルの位置を把握できる。

（８）上記形態のカテーテルシステムにおいて、前記磁気センサは、互いに距離を空けて配置された少なくとも３つの磁気検出デバイスを含んでいてもよい。この構成によれば、磁気センサは、互いに距離を空けて配置された少なくとも３つの磁気検出デバイスを含むため、カテーテルの位置をより正確に把握できる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、カテーテル、カテーテルに用いられる医療用チューブ、カテーテルや医療用チューブの製造方法、カテーテルや医療用チューブを含む医療用システムなどの形態で実現することができる。

第１実施形態のカテーテルの全体構成を例示した説明図である。カテーテルの先端側の断面構成を例示した説明図である。図２のＡ１−Ａ１線における断面構成を例示した説明図である。図２のＡ２−Ａ２線における断面構成を例示した説明図である。コイル体及び導電体の構成を例示した説明図である。カテーテルの基端側の断面構成を例示した説明図である。図６のＢ１−Ｂ１線における断面構成を例示した説明図である。図６のＢ２−Ｂ２線における断面構成を例示した説明図である。カテーテルシステムの構成を例示した説明図である。カテーテルシステムの構成を例示した説明図である。第２実施形態のカテーテルシステムの構成を例示した説明図である。第３実施形態のカテーテルシステムの構成を例示した説明図である。第４実施形態のカテーテルシステムの構成を例示した説明図である。第５実施形態のカテーテルの先端側の断面構成を例示した説明図である。第６実施形態のカテーテルの先端側の断面構成を例示した説明図である。第７実施形態のカテーテルの先端側の断面構成を例示した説明図である。第８実施形態のカテーテルの先端側の断面構成を例示した説明図である。第９実施形態のカテーテルの先端側の断面構成を例示した説明図である。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のカテーテル１の全体構成を例示した説明図である。カテーテル１は、血管等の生体管腔内に挿入して使用され、磁場を用いて生体管腔内における位置を把握することが可能な医療用デバイスである。カテーテル１は、管状であり、本体部１０と、本体部１０の基端側に接続されたコネクタ９０とを備えている。

図１では、カテーテル１の中心に通る軸を軸線Ｏ（一点鎖線）で表す。図１の例では、軸線Ｏは、本体部１０及びコネクタ９０の各中心を通る軸とそれぞれ一致している。軸線Ｏは、上述の各構成部材の各中心軸と相違していてもよい。図１には、相互に直交するＸＹＺ軸が図示されている。Ｘ軸はカテーテル１の軸線方向に対応し、Ｙ軸はカテーテル１の高さ方向に対応し、Ｚ軸はカテーテル１の幅方向に対応する。図１の左側（−Ｘ軸方向）をカテーテル１及び各構成部材の「先端側」と呼び、図１の右側（＋Ｘ軸方向）をカテーテル１及び各構成部材の「基端側」と呼ぶ。また、先端側に位置する端部を「先端」と呼び、基端側に位置する端部を「基端」と呼ぶ。また、先端及び先端近傍に位置する部分を「先端部」、基端及び基端近傍に位置する部分を「基端部」と呼ぶ。先端側は、生体内部へ挿入される「遠位側」に相当し、基端側は、医師等の術者により操作される「近位側」に相当する。これらの点は、図１以降においても共通する。

図２〜図５を用いて、本体部１０の先端側の構成について説明する。図２は、カテーテル１の先端側の断面構成を例示した説明図である。図２の上段には、カテーテル１の先端側の一部分１ｐａ（図１：破線枠）の断面構成を図示し、下段には、先端側コイル部２１０の拡大断面を図示している。図３は、図２のＡ１−Ａ１線における断面構成を例示した説明図である。図４は、図２のＡ２−Ａ２線における断面構成を例示した説明図である。図５は、コイル体２０及び導電体３０の構成を例示した説明図である。

図２に示すように、本体部１０は、コイル体２０と、導電体３０と、外側絶縁部４０と、内側絶縁部５０と、内層６０と、第１導電線２４（図７）及び第２導電線３４（図７）とを備えている。

コイル体２０は、導電性を有する素線２１をカテーテル１の周方向（ＹＺ軸方向）に螺旋状に巻回することで形成されている。図３に示すように、本実施形態のコイル体２０は、複数本の素線２１を多条に巻回して形成される多条コイルである。なお、コイル体２０は、１本の素線を単条に巻回して形成される単条コイルであってもよく、複数本の素線を撚り合せた撚線を単条に巻回して形成される単条撚線コイルであってもよく、各撚線を多条に巻回して形成される多条撚線コイルであってもよい。コイル体２０のコイル平均径（外径と内径の平均径）と条数とは任意に決定できる。素線２１は、導電性を有する金属材料、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼、ニッケルチタン合金、導電性を有しかつ放射線不透過性の金属材料である金、白金、タングステンを含む合金、あるいは、公知の導電性を有する金属材料により形成できる。素線２１の線径と横断面形状等とは任意に決定できる。

図２〜図５に示すように、コイル体２０は、先端側コイル部２１０と、基端側コイル部２２０とを備えている。先端側コイル部２１０は、コイル体２０の先端側に配置されており、隣り合う素線２１ｅが離間した部分、換言すれば、隣り合う素線２１ｅに空隙ＳＰが設けられた部分である（図２下段、図５）。先端側コイル部２１０では、軸線Ｏ方向の全体において、コイルピッチ（単に「ピッチ」とも呼ぶ）ＣＰが一定とされている。ピッチＣＰは、カテーテル１の断面において、一の素線２１ｅの中心と、それに隣り合う他の素線２１ｅの中心との間の距離である（図２下段）。先端側コイル部２１０の先端部には、さらに、隣り合う素線２１ｅ同士が接合されて、略円筒形状の部材とされた円筒部２２が形成されている（図２、図４、図５）。基端側コイル部２２０は、コイル体２０の基端側に配置されており、隣り合う素線２１が接触した部分である（図２、図５）。

本実施形態のコイル体２０は、例えば、次のようにして作製できる。まず、複数本の素線２１を螺旋状かつ密撚りに巻回したコイル体を作成する。次いで、コイル体の先端側の一部分を電解研磨することで素線２１を細径化して、素線２１ｅを形成する。素線２１が細径化された部分（素線２１ｅとされた部分）が、先端側コイル部２１０となる。次いで、先端側コイル部２１０の先端側の一部分をＹＡＧ溶接することで、隣り合う素線２１（素線２１ｅ）同士を接合して円筒部２２を形成する。なお、コイル体２０は他の方法で作製することもでき、例えば、電解研磨して先端側コイル部２１０を形成することに代えて、異なる線径を持つ素線を用いて別々に形成された先端側コイル部と、基端側コイル部とを接合してもよい。同様に、ＹＡＧ溶接することで円筒部２２を形成することに代えて、別々に形成された円筒部と、先端側コイル部とを接合してもよい。

導電体３０は、コイル体２０の内側に配置されている（図２）。導電体３０は、導電性を有する撚線３１と撚線３２とを網目織りにしたメッシュ形状である（図５）。撚線３１及び撚線３２は、導電性を有する複数本の素線を撚り合せることで形成されている。撚線３１と撚線３２とは、通電時に互いの磁気を打ち消すために、一方をＳ撚り（右撚り）、他方をＺ撚り（左撚り）とすることが好ましい。本実施形態では、撚線３１がＳ撚りで、撚線３２がＺ撚りとされている。撚線３１と撚線３２とを構成する素線は、それぞれ、素線２１で例示したと同様に、導電性を有する任意の金属材料により形成でき、線径と横断面形状等についても任意に決定できる。なお、撚線３１と撚線３２とを構成する素線の線径を互いに相違させる場合、撚線の条数を調節することで、通電時に互いの磁気を打ち消す構成とすることが好ましい。なお、導電体３０は、導電性を有する１本の素線を網目織りにしたメッシュ形状とされてもよい。

コイル体２０と、導電体３０とは、先端側の一部分において、接続部７０によって電気的に接続されている（図２）。本実施形態の接続部７０は、コイル体２０の円筒部２２の内側と、導電体３０の外側との間において、周方向の全体に配置されており（図４）、コイル体２０と導電体３０とを接続している。接続部７０は、レーザー溶接や、銀ロウ、金ロウ、亜鉛、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ａｕ−Ｓｎ合金等の金属はんだを用いたロウ付けによって形成できる。

外側絶縁部４０は、絶縁性を有する樹脂によって形成され、コイル体２０の全体と、導電体３０の先端側の一部分と、接続部７０と、内側絶縁部５０の外側と、をそれぞれ被覆している（図２）。外側絶縁部４０は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンープロピレン共重合体などのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタラートなどのポリエステル、ポリ塩化ビニル、エチレンー酢酸ビニル共重合体、架橋型エチレンー酢酸ビニル共重合体、ポリウレタンなどの熱可塑性樹脂、ポリアミドエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、シリコーンゴム、ラテックスゴム等により形成できる。外側絶縁部４０は、或いは、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリエーテルサルフォン等のスーパーエンジニアリングプラスチックや、他の公知の材料によって形成されてもよい。

内側絶縁部５０は、絶縁性を有する樹脂によって形成され、導電体３０と、内層６０とをそれぞれ被覆している（図２）。内側絶縁部５０は、外側絶縁部４０で例示したと同様に、絶縁性を有する任意の樹脂により形成できる。内層６０は、樹脂により形成された管状のチューブであり、内側には、ガイドワイヤやカテーテル等の医療用デバイスを挿通するためのルーメン１Ｌが形成されている（図２）。内層６０は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロチレン）や、他の公知の樹脂材料により形成できる。

図２に示す本実施形態の例では、カテーテル１は、コイル体２０を被覆した外側絶縁部４０と、導電体３０を被覆した内側絶縁部５０と、内層６０と、を備える３層構造である。具体的には、内層６０の外側を被覆するようにして、導電体３０及び内側絶縁部５０が配置されている。さらに、導電体３０及び内側絶縁部５０の外側を被覆するようにして、コイル体２０及び外側絶縁部４０が配置されている。また、生体管腔内における操作性を向上させるために、外側絶縁部４０の先端部は、基端側から先端側に向かって外径が徐々に縮径したテーパー形状とされることが好ましい（図２）。

図４に示すように、先端側コイル部２１０の先端側のＡ２−Ａ２断面においては、接続部７０を介して、コイル体２０と導電体３０とが電気的に接続されている。また、図５に示すように、先端側コイル部２１０の基端側においては、延伸する素線２１ｅ及び素線２１によって、先端側コイル部２１０と基端側コイル部２２０とが電気的に接続されている。

一方、図３に示すように、先端側コイル部２１０の基端側のＡ１−Ａ１断面においては、コイル体２０と導電体３０とは、絶縁性を有する外側絶縁部４０及び内側絶縁部５０により絶縁されている。このように、外側絶縁部４０及び内側絶縁部５０は、コイル体２０と導電体３０との間に配置されて、コイル体２０と導電体３０とを電気的に絶縁する「絶縁部」に相当する。また、Ａ１−Ａ１断面（図３）に示すように、先端側コイル部２１０の隣り合う素線２１ｅ同士についても同様に、絶縁性を有する外側絶縁部４０により絶縁されている。さらに、Ａ１−Ａ１断面（図３）及びＡ２−Ａ２断面（図４）に共通して、コイル体２０の外側は、絶縁性を有する外側絶縁部４０により絶縁されており、導電体３０の内側（ルーメン１Ｌ側）は、絶縁性を有する内側絶縁部５０により絶縁されている。

図６〜図８を用いて、本体部１０の基端側の構成について説明する。図６は、カテーテル１の基端側の断面構成を例示した説明図である。図７は、図６のＢ１−Ｂ１線における断面構成を例示した説明図である。図８は、図６のＢ２−Ｂ２線における断面構成を例示した説明図である。

図６に示すように、コイル体２０の基端側コイル部２２０の基端部（コイル体基端部ともいう）には、隣り合う素線２１同士が接合されて、略円筒形状の部材とされた円筒部２３が形成されている（図６、図８）。同様に、導電体３０の基端部（導電体基端部ともいう）には、撚線３１と撚線３２とが接合されて、略円筒形状の部材とされた円筒部３３が形成されている（図６、図８）。円筒部２３及び円筒部３３は、円筒部２２と同様の方法（例えばＹＡＧ溶接）により作製できる。

第１導電線２４は、外部に設けられる電源又は電気信号検出器と、コイル体２０とを電気的に接続する「第１接続部」として機能する。第１導電線２４は、導電性を有する金属材料、例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼、ニッケルチタン合金や、公知の導電性を有する金属材料により形成された導電線である。第１導電線２４の先端側は、本体部１０に埋設されている（図６）。具体的には、第１導電線２４は、先端部においてコイル体２０の円筒部２３（コイル体基端部）に接続され、外側絶縁部４０に被覆された状態で基端側へと延伸している（図７）。接続には、レーザー溶接や、銀ロウ、金ロウ、亜鉛、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ａｕ−Ｓｎ合金等の金属はんだを用いたロウ付けを使用できる。第１導電線２４の基端側は、本体部１０から露出している（図６）。本体部１０から露出した第１導電線２４は、樹脂によって被覆され、第１ケーブル９３を構成している。第１ケーブル９３の基端部（すなわち第１導電線２４の基端部）には、第１導電線２４と、外部に設けられる電源又は電気信号検出器を接続するための第１コネクタ９４が設けられている（図１）。

第２導電線３４は、外部に設けられる電源又は電気信号検出器と、導電体３０とを電気的に接続する「第２接続部」として機能する。第２導電線３４は、第１導電線２４と同様に、導電性を有する任意の金属材料により形成された導電線である。第２導電線３４の先端側は、本体部１０に埋設されている（図６）。具体的には、第２導電線３４は、先端部において導電体３０の円筒部３３（導電体基端部）に接続され、内側絶縁部５０に被覆された状態で基端側へと延伸している（図７）。接続には、レーザー溶接やロウ付けを使用できる。第２導電線３４の基端側は、本体部１０から露出している（図６）。本体部１０から露出した第２導電線３４は、樹脂によって被覆され、第２ケーブル９５を構成している。第２ケーブル９５の基端部（すなわち第２導電線３４の基端部）には、第２導電線３４と、外部に設けられる電源又は電気信号検出器を接続するための第２コネクタ９６が設けられている（図１）。

図８に示すように、本体部１０の基端側においても、コイル体２０と導電体３０とは、絶縁性を有する外側絶縁部４０及び内側絶縁部５０により絶縁されている。また、図７に示すように、第１導電線２４と第２導電線３４とについても同様に、絶縁性を有する外側絶縁部４０及び内側絶縁部５０により絶縁されている。本体部１０の基端側には、コネクタ９０が接続されている。コネクタ９０は、術者がカテーテル１を把持する際に使用される。コネクタ９０は、分岐部９１と、一対の羽根を有する羽根部９２とを備えている。分岐部９１は、三又に分岐しており、上述した第１ケーブル９３及び第２ケーブル９５と、本体部１０と、をそれぞれ収容している。

図９は、カテーテルシステム２の構成を例示した説明図である。カテーテルシステム２は、図１〜図８を用いて説明したカテーテル１の先端側コイル部２１０を、磁気センサの部品として使用することで、カテーテル１に対して、外部の磁場発生源の受信機能を持たせたシステムである。カテーテルシステム２は、カテーテル１と、電気信号検出器１００と、磁場発生源２００とを備えている。

カテーテル１は、図１〜図８を用いて説明したカテーテルである。カテーテル１の第１ケーブル９３の端部に設けられた第１コネクタ９４と、第２ケーブル９５の端部に設けられた第２コネクタ９６とは、それぞれ、電気信号検出器１００に接続されている。磁場発生源２００は、互いに距離を空けて配置された３つの磁場発生デバイス２０１，２０２，２０３を含んでいる。磁場発生デバイス２０１，２０２，２０３は、それぞれ、コイルと、コイルに接続された電源を備えている。

磁場発生デバイス２０１によって磁場を発生させた際に、カテーテル１の先端側コイル部２１０に生じた電流を電気信号検出器１００で検出することで、磁場発生デバイス２０１と先端側コイル部２１０との距離を算出できる。同様に、磁場発生デバイス２０２によって磁場を発生させた際に、先端側コイル部２１０に生じた電流を電気信号検出器１００で検出することで、磁場発生デバイス２０２と先端側コイル部２１０との距離を算出でき、磁場発生デバイス２０３によって磁場を発生させた際に、先端側コイル部２１０に生じた電流を電気信号検出器１００で検出することで、磁場発生デバイス２０３と先端側コイル部２１０との距離を算出できる。磁場発生デバイス２０１と先端側コイル部２１０との距離、磁場発生デバイス２０２と先端側コイル部２１０との距離、及び磁場発生デバイス２０３と先端側コイル部２１０との距離に基づき、先端側コイル部２１０の位置（カテーテル１の先端部の位置）を算出することができる。

図９に示すように、磁場発生デバイス２０１をｘ軸方向に沿って、磁場発生デバイス２０２をｙ軸方向に沿って、磁場発生デバイス２０３をｚ軸方向に沿って配置すると、先端側コイル部２１０の位置（カテーテル１の先端部の位置）の算出を簡略化できる。なお、図９に示すｘｙｚ軸は互いに直交する軸であり、図１のＸＹＺ軸には対応していない。なお、３つの磁場発生デバイス２０１，２０２，２０３によって経時的に磁場を発生させて、カテーテル１の先端部の三次元的な位置を算出する場合、電気信号検出器１００により測定された電流と、先端側コイル部２１０との位置の同期を取ることが好ましい。

また、３つの磁場発生デバイス２０１，２０２，２０３によって一時に磁場を発生させて、カテーテル１の先端部の位置を算出することもできる。磁場発生デバイス２０１，２０２，２０３へと通電する電圧を、それぞれ、ｅ_x、ｅ_y、ｅ_zとする。この場合、電圧ｅ_x、ｅ_y、ｅ_zの各周波数を、それぞれ個別とすればよい。各周波数を個別とすれば、例えばフーリエ変換などで周波数別に成分分離をすることによって、カテーテル１の先端部の三次元的な位置を算出できる。

このように、本実施形態のカテーテルシステム２では、第１ケーブル９３内の第１導電線２４（第１接続部）及び第２ケーブル９５内の第２導電線３４（第２接続部）に電気信号検出器１００を接続することによって、カテーテル１の先端側コイル部２１０を磁気センサの部品として使用することができる。すなわち、先端側コイル部２１０と電気信号検出器１００とによって磁気センサを構成できる。このため、図９で説明した通り、外部の磁場発生源２００で磁場を発生させた際に、磁気センサで検出される磁場に基づいて、カテーテル１の位置を把握できる。また、磁場発生源２００は、互いに距離を空けて配置された３つの磁場発生デバイス２０１，２０２，２０３を含むため、カテーテル１の位置をより正確に把握できる。特に、図９に示すように、幾何学的対称性を持たせて３つの磁場発生デバイス２０１，２０２，２０３を配置すれば、各磁場発生デバイス２０１，２０２，２０３と、カテーテル１との位置関係をシンプルにできるため、カテーテル１の位置の算出（位置情報の逆問題解析）を簡略化できる。

図１０は、カテーテルシステム２Ａの構成を例示した説明図である。カテーテルシステム２Ａは、図１〜図８を用いて説明したカテーテル１の先端側コイル部２１０を、磁場発生源の部品として使用することで、カテーテル１に対して、外部の磁気センサへの発信機能を持たせたシステムである。カテーテルシステム２Ａは、カテーテル１と、電源３００と、磁気センサ４００とを備えている。

カテーテル１は、図１〜図８を用いて説明したカテーテルである。カテーテル１の第１ケーブル９３の端部に設けられた第１コネクタ９４と、第２ケーブル９５の端部に設けられた第２コネクタ９６とは、それぞれ、電源３００に接続されている。磁気センサ４００は、互いに距離を空けて配置された３つの磁気検出器４０１，４０２，４０３を含んでいる。

このようにすれば、電源３００に通電して、先端側コイル部２１０に磁場を発生させた際の、磁気検出器４０１の検出値によって、磁気検出器４０１と先端側コイル部２１０との距離を算出できる。同様に、先端側コイル部２１０に磁場を発生させた際の磁気検出器４０２の検出値によって、磁気検出器４０２と先端側コイル部２１０との距離を算出でき、先端側コイル部２１０に磁場を発生させた際の磁気検出器４０３の検出値によって、磁気検出器４０３と先端側コイル部２１０との距離を算出できる。そして、カテーテルシステム２Ａにおいても、カテーテルシステム２と同様に、算出した各距離に基づき、先端側コイル部２１０の位置（カテーテル１の先端部の位置）を算出することができる。

このように、本実施形態のカテーテルシステム２Ａでは、第１ケーブル９３内の第１導電線２４（第１接続部）及び第２ケーブル９５内の第２導電線３４（第２接続部）に電源３００を接続することによって、カテーテル１の先端側コイル部２１０を磁場発生源の部品として使用することができる。すなわち、先端側コイル部２１０と電源３００とによって磁場発生源を構成できる。このため、図１０で説明した通り、磁場発生源で磁場を発生させた際に、外部の磁気センサ４００で検出される磁場に基づいて、カテーテル１の位置を把握できる。また、磁気センサ４００は、互いに距離を空けて配置された少なくとも３つの磁気検出器（磁気検出デバイス）４０１，４０２，４０３を含むため、カテーテルの位置をより正確に把握できる。特に、図１０に示すように、幾何学的対称性を持たせて３つの磁気検出器４０１，４０２，４０３を配置すれば、各磁気検出器４０１，４０２，４０３と、カテーテル１との位置関係をシンプルにできるため、カテーテル１の位置の算出（位置情報の逆問題解析）を簡略化できる。

以上のように、第１実施形態のカテーテル１によれば、コイル体２０の先端側には、隣り合う素線２１ｅ間が離間した先端側コイル部２１０であって、基端側コイル部２２０を介して電源３００（図１０）又は電気信号検出器１００（図９）に接続され、かつ、導電体３０を介して電源３００（図１０）又は電気信号検出器１００（図９）に接続され得る先端側コイル部２１０を備える（図２）。この先端側コイル部２１０を、図１０のように磁場発生源の部品として、あるいは図９のように磁気センサの部品として用いることで、磁場を用いた位置の把握が可能なカテーテル１を実現できる。また、コイル体２０の基端側には、隣り合う素線２１間が接触した基端側コイル部２２０を備える。基端側コイル部２２０は、磁場発生源あるいは磁気センサの部品としては機能しない一方で、先端側コイル部２１０と共に（コイル体２０全体として）、カテーテル１を補強する補強部材として機能する。このため、第１実施形態の構成によれば、カテーテル１のトルク伝達性を向上できると共に、磁場を用いた位置の把握が可能なカテーテル１を容易に作製できる。

また、第１実施形態のカテーテル１によれば、先端側コイル部２１０は、ピッチＣＰが一定である（図２下段）。このため、先端側コイル部２１０を、図１０のように磁場発生源の部品として、あるいは図９のように磁気センサの部品として用いた場合において、先端側コイル部２１０のコイルピッチが全てランダムの場合と比較して、発生あるいは検出される磁場の大きさの算出を容易にできる。

さらに、第１実施形態のカテーテル１によれば、導電体３０は、導電性を有する撚線（素線）を網目織りにしたメッシュ形状である（図５）ため、導電体３０を、カテーテル１を補強する補強部材として機能させることができ、カテーテル１のトルク伝達性をさらに向上できる。また、導電体３０をメッシュ形状とすることで、カテーテル１の柔軟性を維持しつつ、強度を向上できる。

さらに、第１実施形態のカテーテル１によれば、カテーテル１は、管状の内層６０と、内層６０の外側の少なくとも一部分を被覆した導電体３０と、導電体３０の外側の少なくとも一部分を被覆したコイル体２０とを備える、従来と同様の層状構成である（図２、図６）。このため、従来のカテーテルと同様の使い勝手を実現できる。また、第１実施形態の構成によれば、導電体３０がコイル体２０の内側に配置されるため、先端側コイル部２１０において発生あるいは検出される磁場が、導電体３０で低減され難くできる。この結果、カテーテル１の位置をより正確に把握することが可能となる。

＜第２実施形態＞
図１１は、第２実施形態のカテーテルシステム２Ｂの構成を例示した説明図である。カテーテルシステム２Ｂは、第１実施形態のカテーテルシステム２（図９）において、磁場発生源２００に代えて磁場発生源２００Ｂを備えることによって、磁場発生源２００Ｂで発生させる磁場を常に１つにできる。磁場発生源２００Ｂは、互いに距離を空けて配置された３つの磁場発生デバイス２０１Ｂ，２０２Ｂ，２０３Ｂを含んでいる。磁場発生デバイス２０１Ｂ，２０２Ｂ，２０３Ｂは、それぞれ、コイルを備えており、各コイルは、電源に接続された切替器２０９にそれぞれ接続されている。切替器２０９は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって、電源からの電力の供給を、磁場発生デバイス２０１Ｂのコイル，２０２Ｂのコイル，２０３Ｂのコイルへと、順次切り替える。なお、図１１の場合においても、電気信号検出器１００により測定された電流と、カテーテル１の先端側コイル部２１０との位置の同期を取ることが好ましい。このように、磁場発生源２００Ｂの構成は種々の変更が可能である。第２実施形態のカテーテルシステム２Ｂにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第３実施形態＞
図１２は、第３実施形態のカテーテルシステム２Ｃの構成を例示した説明図である。カテーテルシステム２Ｃは、第１実施形態のカテーテルシステム２（図９）において、単一の磁場発生デバイス２０１を含む磁場発生源２００Ｃを備えている。カテーテルシステム２Ｃでは、磁場発生デバイス２０１によって磁場を発生させた際の、電気信号検出器１００の検出値から、磁場発生デバイス２０１と先端側コイル部２１０との距離（カテーテル１の先端部の磁場発生デバイス２０１に対する相対的な位置）を算出できる。このように、磁場発生源２００Ｃに含まれる磁場発生デバイスの個数は、任意に変更できる。図１２のように１つでもよく、２つでもよく、３つ以上であってもよい。第３実施形態のカテーテルシステム２Ｃにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第４実施形態＞
図１３は、第４実施形態のカテーテルシステム２Ｄの構成を例示した説明図である。カテーテルシステム２Ｄは、第１実施形態のカテーテルシステム２（図９）において、６つの磁場発生デバイス２０１〜２０６を含む磁場発生源２００Ｄを備えている。磁場発生デバイス２０１，２０２，２０３の構成及び配置は第１実施形態と同様である。

磁場発生デバイス２０４，２０５，２０６の構成は、磁場発生デバイス２０１と同様である。図示の例では、磁場発生デバイス２０４は、磁場発生デバイス２０１の反対側の位置（−ｘ軸方向）に配置されている。磁場発生デバイス２０５は、磁場発生デバイス２０２の反対側の位置（−ｙ軸方向）に配置されている。磁場発生デバイス２０６は、磁場発生デバイス２０３の反対側の位置（−ｚ軸方向）に配置されている。カテーテルシステム２Ｄでは、カテーテルシステム２で説明した磁場発生デバイス２０１，２０２，２０３と、先端側コイル部２１０との間の各距離に加えてさらに、磁場発生デバイス２０４，２０５，２０６と、先端側コイル部２１０との間の各距離を算出することができる。そして、６つの磁場発生デバイス２０１〜２０６と、先端側コイル部２１０との間の各距離に基づき、先端側コイル部２１０の位置（カテーテル１の先端部の位置）を算出することができる。

このように、磁場発生源２００Ｄに含まれる磁場発生デバイスの個数は、任意に変更できる。第４実施形態のカテーテルシステム２Ｄにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。さらに、第４実施形態のカテーテルシステム２Ｄでは、多くの磁場発生デバイスを用いて、カテーテル１の先端部の各軸の位置を算出するため、位置算出の精度を向上できる。

＜第５実施形態＞
図１４は、第５実施形態のカテーテル１Ｅの先端側の断面構成を例示した説明図である。カテーテル１Ｅは、第１実施形態のカテーテル１（図２）において、コイル体２０に代えてコイル体２０Ｅを備えている。図１４では、このコイル体２０Ｅの先端側コイル部２１０の拡大断面を図示している。図示のように、第５実施形態のコイル体２０Ｅでは、先端側コイル部２１０のピッチＣＰがランダムとされている。具体的には、先端側から基端側に向かって配置された一の素線２１ｅの中心と、それに隣り合う他の素線２１ｅの中心との間の各距離ＣＰ１〜ＣＰ７は、それぞれ異なる長さである。ピッチＣＰがランダムであることに伴い、先端側から基端側に向かって配置された各素線２１ｅ間の各空隙ＳＰ１〜ＳＰ７の大きさについても、それぞれ異なる大きさである。

このように、コイル体２０Ｅの先端側コイル部２１０は、ピッチがランダムに形成されてもよい。また、例えばピッチＣＰ１〜３は同一の長さ、かつ、ピッチＣＰ４〜７は異なる長さのように、少なくとも一部分においてピッチが一定とされ、残部においてはピッチがランダムにされてもよい。第５実施形態のカテーテル１Ｅにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第６実施形態＞
図１５は、第６実施形態のカテーテル１Ｆの先端側の断面構成を例示した説明図である。カテーテル１Ｆは、第１実施形態のカテーテル１（図２）において、コイル体２０と導電体３０との周方向（ＹＺ軸方向）における配置が逆とされている。具体的には、第６実施形態の本体部１０Ｆでは、内層６０の外側を被覆するようにして、コイル体２０Ｆ及び内側絶縁部５０が配置されている。さらに、コイル体２０Ｆ及び内側絶縁部５０の外側を被覆するようにして、導電体３０Ｆ及び外側絶縁部４０が配置されている。このように、本体部１０Ｆにおけるコイル体２０Ｆ及び導電体３０Ｆの配置は、種々の変形が可能であり、図１５のように、導電体３０Ｆがコイル体２０Ｆの外側に配置されていてもよい。第６実施形態のカテーテル１Ｆにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第７実施形態＞
図１６は、第７実施形態のカテーテル１Ｇの先端側の断面構成を例示した説明図である。カテーテル１Ｇは、第１実施形態のカテーテル１（図２）において、内層６０を備えておらず、コイル体２０を被覆した外側絶縁部４０と、導電体３０を被覆した内側絶縁部５０との２層構造である。このように、カテーテル１Ｇの層構成は種々の変更が可能であり、図１６のように一部の層を省略してもよく、異なる他の層を設けてもよい。例えば、外側絶縁部４０の表面を被覆する外層をさらに設けてもよい。第７実施形態のカテーテル１Ｇにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第８実施形態＞
図１７は、第８実施形態のカテーテル１Ｈの先端側の断面構成を例示した説明図である。カテーテル１Ｈは、第１実施形態のカテーテル１（図２）において、外側絶縁部４０及び内側絶縁部５０に代えて、絶縁部８０を備えている。絶縁部８０は、絶縁性を有する樹脂によって形成され、コイル体２０と、導電体３０と、接続部７０と、内層６０とをそれぞれ被覆している（図１７）。絶縁部８０は、第１実施形態の外側絶縁部４０で例示したと同様に、絶縁性を有する任意の樹脂により形成できる。このように、外側絶縁部４０及び内側絶縁部５０を一体とした絶縁部８０を用いて、コイル体２０と導電体３０とを電気的に絶縁してもよい。第８実施形態のカテーテル１Ｈにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜第９実施形態＞
図１８は、第９実施形態のカテーテル１Ｊの先端側の断面構成を例示した説明図である。カテーテル１Ｊは、第１実施形態のカテーテル１（図２）において、内層６０を備えておらず、かつ、外側絶縁部４０及び内側絶縁部５０に代えて絶縁部８０を備える１層構造である。このように、カテーテル１Ｊの層構成は種々の変更が可能である。第９実施形態のカテーテル１Ｊにおいても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

［変形例１］
上記第１〜９実施形態では、カテーテル１，１Ｅ〜Ｊの構成の一例を示した。しかし、カテーテル１の構成は種々の変更が可能である。例えば、カテーテル１は、本体部１０の基端側に配置されたハイポチューブを備えていてもよい。例えば、カテーテル１の本体部１０は、ルーメン１Ｌとは異なる他のルーメンを形成するための１つ以上のチューブ（管状体）を備えていてもよい。例えば、カテーテル１は、本体部１０の先端部に配置され、生体管腔内への損傷を抑制するための先端チップを備えていてもよい。例えば、カテーテル１は、本体部１０の外側を被覆し、生体管腔内での滑り性を向上させるための外層（コーティング層）を備えていてもよい。例えば、カテーテル１は、本体部１０の先端側に配置され、生体管腔内での位置決めを行うためのバルーンを備えていてもよい。

［変形例２］
上記第１〜９実施形態では、導電体３０，３０Ｆの構成の一例を示した。しかし、導電体３０の構成は種々の変更が可能である。例えば、導電体３０は、撚線に代えて素線を網目織りにしたメッシュ形状であってもよい。例えば、導電体３０は、撚線または素線を螺旋状に巻回したコイル体であってもよい。コイル体とする場合、単条コイルであってもよく、多条コイルであってもよく、単条撚線コイル（ロープコイル）であってもよく、多条撚線コイルであってもよい。

［変形例３］
上記第１〜９実施形態では、カテーテルシステム２，２Ａ〜Ｄの構成の一例を示した。しかし、カテーテルシステム２の構成は種々の変更が可能である。例えば、カテーテル１の先端側コイル部２１０を磁場発生源の部品として使用する構成（図１０）において、外部に配置される磁気センサ４００の磁気検出器を、図１２のように単一にしてもよく、図１３のように各軸に対して複数設けてもよい。例えば、磁場発生源２００に代えて、または、磁場発生源２００と共に、周知のＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置を使用してもよい。例えば、図９〜図１３で説明したカテーテル１の先端部の位置の算出と共に、周知の造影剤による血管造影を併用してもよい。

［変形例４］
第１〜９実施形態のカテーテル１，１Ｅ〜Ｊ及びカテーテルシステム２，２Ａ〜Ｄの構成、及び上記変形例１〜３は、適宜組み合わせてもよい。例えば、第５〜第９実施形態で説明したいずれかのカテーテルを用いて、カテーテルシステム２，２Ａ〜Ｄを構成してもよい。

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。

１，１Ｅ〜Ｊ…カテーテル
２，２Ａ〜Ｄ…カテーテルシステム
１０，１０Ｆ…本体部
２０，２０Ｅ，Ｆ…コイル体
２１，２１ｅ…素線
２２，２３…円筒部
２４…第１導電線
３０，３０Ｆ…導電体
３１，３２…撚線
３３…円筒部
３４…第２導電線
４０…外側絶縁部
５０…内側絶縁部
６０…内層
９０…コネクタ
９１…分岐部
９２…羽根部
９３…第１ケーブル
９４…第１コネクタ
９５…第２ケーブル
９６…第２コネクタ
１００…電気信号検出器
２００，２００Ｂ〜Ｄ…磁場発生源
２０１〜２０６…磁場発生デバイス
２０９…切替器
２１０…先端側コイル部
２２０…基端側コイル部
３００…電源
４００…磁気センサ
４０１〜４０３…磁気検出器

Claims

管状のカテーテルであって、
導電性を有する素線を前記カテーテルの周方向に巻回して形成された、先端及び基端を有するコイル体と、
前記コイル体の内側又は外側に配置され、導電性を有する材料により形成された、先端及び基端を有する導電体と、
前記コイル体と前記導電体との間に配置され、前記コイル体と前記導電体とを電気的に絶縁する絶縁部と、
前記コイル体の前記基端の側と、電源又は電気信号検出器とを電気的に接続する第１接続部と、
前記導電体の前記基端の側と、前記電源又は前記電気信号検出器とを電気的に接続する第２接続部と、
を備え、
前記コイル体は、
前記コイル体の前記先端の側に配置され、隣り合う前記素線間が離間した先端側コイル部と、
前記コイル体の前記基端の側に配置され、前記先端側コイル部に電気的に接続されると共に、隣り合う前記素線間が接触した基端側コイル部と、を含み、
前記先端側コイル部の先端側と、前記導電体の先端側とは電気的に接続されている、カテーテル。
請求項１に記載のカテーテルであって、
前記先端側コイル部は、少なくとも一部分においてピッチが一定である、カテーテル。
請求項１または請求項２に記載のカテーテルであって、
前記導電体は、導電性を有する素線を網目織りにしたメッシュ形状である、カテーテル。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のカテーテルであって、さらに、
樹脂により形成された管状の内層を備え、
前記導電体は、前記内層の外側の少なくとも一部分を被覆し、
前記コイル体は、前記導電体の外側の少なくとも一部分を被覆している、カテーテル。
カテーテルシステムであって、
前記第１接続部及び前記第２接続部に前記電気信号検出器が接続され、前記先端側コイル部と前記電気信号検出器とから構成される磁気センサを備えた請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のカテーテルと、
前記カテーテルと距離を空けて配置された磁場発生源と、
を備える、カテーテルシステム。
請求項５に記載のカテーテルシステムであって、
前記磁場発生源は、互いに距離を空けて配置された少なくとも３つの磁場発生デバイスを含む、カテーテルシステム。
カテーテルシステムであって、
前記第１接続部及び前記第２接続部に前記電源が接続され、前記先端側コイル部と前記電源とから構成される磁場発生源を備えた請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のカテーテルと、
前記カテーテルと距離を空けて配置された磁気センサと、
を備える、カテーテルシステム。
請求項７に記載のカテーテルシステムであって、
前記磁気センサは、互いに距離を空けて配置された少なくとも３つの磁気検出デバイスを含む、カテーテルシステム。