JP2531923B2 - カテ―テル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生体の血管、消化管、
気管等の管状器官に挿入して用いられるカテーテルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、選択的血管造影や血管拡張術を
行なうに関し、各種形状寸法の造影用カテーテルあるい
はガイディングカテーテルが用いられる。これらの手技
にあっては、各種形状寸法のカテーテルの中から最適な
ものを選ばなければならず、また既製のものに最適なも
のがない場合も少なくない。また、複雑に蛇行、分岐し
ている血管内を目的部位まで挿入するためには、ひねり
等の複雑な操作を必要とし、非常な熟練を要する。

【０００３】そこで従来、管状器官内での操作性が良好
なカテーテルとして、特開昭６１−１３１７５８号公
報、特開昭６１−２５５６６９号公報に記載のものが提
案されている。これらのカテーテルは、カテーテルチュ
ーブに形状記憶合金を組込み、形状記憶合金を加熱して
形状を変化させ、これにより該カテーテルの曲がりを発
現させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカテーテルは、形状記憶合金の曲率変化や複雑な形
状変化を利用しており、形状記憶合金に対して非常に大
きな力を必要としている。ところが、形状記憶合金は曲
げ等の複雑な形状変化をする力が大きくなく、該カテー
テルを希望する形状に曲げるためには形状記憶合金を大
きなものにしなければならない。

【０００５】本発明は、単純な構成により、カテーテル
に所望の曲がりを発現し、管状器官内におけるカテーテ
ルの操作性を良好とすることを目的とする。

【０００６】

【問題を解決するための手段】本発明は、管状器官に挿
入して用いられるカテーテルであって、全長にわたって
貫通する少なくとも１つの流路を有し、その管壁内、内
壁面あるいは外壁面に少なくとも１つの軸方向に延びる
形状記憶合金線状体を有し、該先端近傍付近が比較的柔
軟な素材からなるとともに、先端近傍以外の部分が上記
先端近傍部分の素材よりも高い剛性の素材からなり、該
形状記憶合金線状体に電流を通じた際の内部抵抗による
発熱により加熱されて温度変化されることで該先端近傍
付近の形状が変化するよう構成したものである。

【０００７】

【作用】本発明のカテーテルにおいて、先端近傍部分を
比較的柔軟な素材にて構成し、先端近傍以外の部分を上
記先端近傍部分の素材よりも高剛性の素材にて構成する
ものであるので、形状記憶合金線状体の変形力が小さい
場合にもカテーテルの先端に適度な曲がり状態を発現で
き、形状記憶合金線状体を細く小さなものとすることが
できる。

【０００８】また、本発明のカテーテルにおいて、形状
記憶合金状体が先端近傍部分と先端近傍以外の部分の両
部分（カテーテルの例えば略全長部分）にわたって設け
られる場合には、カテーテルに設けられる形状記憶合金
線状体の長さが長く、従って該形状記憶合金線状体の伸
縮量（変形量）が大きくなり、カテーテルの先端に大き
な曲率を発現でき、形状記憶合金線状体を細く小さなも
のとすることができる。この時、カテーテルの先端近傍
部分が先端近傍以外の部分に比して前述のように柔軟な
素材にて構成されている場合には、形状記憶合金線状体
の上述の如くの大きな伸縮量をカテーテルの先端の柔軟
部分に集中させることができ、カテーテルの先端により
自由で大きな曲がり状態を発現でき、形状記憶合金線状
体をより細くより小さなものとすることができる。

【０００９】また、本発明のカテーテルを構成する各形
状記憶合金線状体（Ａ，Ｂ…）は、例えば、高温側での
記憶形状が短い長さとなり、各形状記憶合金線状体
（Ａ，Ｂ…）の低温側（生体温度よりは高い）での記憶
形状が長い長さとなるような、長軸方向に形状を可逆的
に変化する二方向性形状記憶合金にて形成してもよい。

【００１０】従って、形状記憶合金線状体（Ａ）が１
つ、カテーテルの少なくとも先端近傍部分にカテーテル
中心軸と平行に配置されている場合においては、例えば
該形状記憶合金線状体（Ａ）への通電にともなう内部抵
抗による発熱にて高温側に加熱されると、該形状記憶合
金線状体（Ａ）が高温側での記憶形状に復元すなわち長
軸方向に縮んで短い長さとなる。これにより、カテーテ
ルの先端形状は、加熱前の初期に設定した状態、例えば
真直状態に対して、形状記憶合金線状体（Ａ）の側に凹
状をなす一定の曲がりを発現することとなる。

【００１１】この後、カテーテルの先端を加熱前の初期
に設定した状態、例えば真直状態に復元するためには、
例えば前述の形状記憶合金線状体（Ａ）への通電停止に
ともなう自然放冷等にて該形状記憶合金線状体（Ａ）を
低温側に降温せしめると、該形状記憶合金線状体（Ａ）
が低温側での記憶形状に復元すなわち長軸方向に伸びて
長い長さとなる。これにより、カテーテルの先端形状
は、加熱前の初期に設定した状態、例えば真直状態を発
現することとなる。

【００１２】しかして、カテーテルの少なくとも先端
に、２個以上の形状記憶合金線状体（Ａ，Ｂ…）を間隔
をあけて備えている場合においては、任意の１本の形状
記憶合金線状体を選択的に形状変化させることにより任
意の方向への曲がりを発現できる。また、数本の形状記
憶合金線状体を同時に形状変化させることにより複雑な
曲がりを発現できる。

【００１３】また予め曲げた形状のカテーテルにおい
て、曲がりの外側に二方向性形状記憶合金線状体（Ａ）
を設けた場合、通電による発熱により、二方向性形状記
憶合金線状体が予め高い温度において記憶していた長さ
に縮みカテーテルが真直状態になる。さらに通電を止め
ることにより二方向性形状記憶合金線状体（Ａ）が冷却
され低温側で記憶していた長さに伸び、再び曲がった形
状に復帰する。またさらに二方向性形状記憶合金線状体
（Ａ）の変化は長さ方向でなく曲率の変化であってもよ
い。

【００１４】また、上記各形状記憶合金線状体（Ａ，Ｂ
…）の記憶形状への復元量を、例えば通電量等によりコ
ントロールすれば、カテーテルの先端の曲率を自由に調
整できる。

【００１５】すなわち、本発明によれば、単純な構成に
より、カテーテルに所望の曲率及び曲げ方向の曲がりを
発現し、管状器官内におけるカテーテルの操作性を良好
とすることができる。これにより、従来の各種形状寸法
のカテーテルの働きを１本のカテーテルにてまかなうこ
とができ、また従来の熟練を必要としたカテーテルの手
元操作を容易に行なうことができる。

【００１６】なお、本発明において二方向性形状記憶合
金とは、２つの変態温度を有し、高温側と低温側におい
てそれぞれ予め形状を記憶しておき、温度変化によりこ
の形状を可逆的に発現できるものである。

【００１７】また、本発明のカテーテルに用いられる形
状記憶合金としては、例えばＴｉ−Ｎｉ系合金（組成：
Ｎｉ５０〜５３原子％、好ましくはＮｉ５０〜５１原子
％、変態温度：Ａｆ５０〜８０℃、Ｍ′ｆ４０〜６０
℃）が好適である。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の第１実施例に係るカテーテル
を示す模式図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は図
２のIII −III 線に沿う断面図、図４は電気回路図、図
５（Ａ）〜（Ｃ）はカテーテルの先端変形状態を示す模
式図である。

【００１９】カテーテル１０は、比較的剛性の高い中空
シャフト部１１と、比較的柔軟な中空先端部１２とを備
えている。シャフト部１１の基端部には中空ハブ１３が
接合され、シャフト部１１と先端部１２の間には比較的
硬質の中空固定部１４が介装され、先端部１２の最先端
部には比較的軟質のリング状ソフトチップ１５が接合さ
れている。シャフト部１１は例えば塩化ビニル樹脂（例
えば先端部１２より可塑剤含量の少ない軟質塩化ビニル
樹脂）からなり、先端部１２は例えば軟質塩化ビニル樹
脂からなり、ハブ１３は例えばポリカーボネートからな
り、固定部１４は例えば塩化ビニル樹脂からなり、ソフ
トチップ１５は例えば塩化ビニル樹脂からなる。

【００２０】しかして、カテーテル１０は、先端部１２
に２個の二方向性形状記憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂを
設けている。両形状記憶合金線体１６Ａ、１６Ｂは、先
端部１２の管壁内において、相互にカテーテル１０の中
心軸を挟んで相対する位置に設けられ、かつそれらの長
軸方向をカテーテル１０の軸方向と平行に設定されてい
る。各形状記憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂは、先端部１
２に形成される小孔１７に挿通され、先端でＵ字状に折
り返され、基端で固定部１４に支持されかつリード線１
８と接続されている。固定部１４は、形状記憶合金線状
体１６Ａ、１６Ｂの変形力がシャフト部１１、リード線
１８に及ぶのを阻止する。

【００２１】両形状記憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂは、
生体温度より実質的に高い２点の温度（例えば６０℃と
４５℃）においてそれぞれ異なる形状を記憶している。
すなわち、各形状記憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂは、例
えば６０℃以上の高温側での記憶形状を短い長さとし、
例えば４５℃の低温側での記憶形状を長い長さとするよ
うに、長軸方向に形状を可逆的に変化する。

【００２２】また、この実施例では、各形状記憶合金線
状体１６Ａ、１６Ｂの低温側における長い長さを先端部
１２の長さＬと略同等とし、高温側における短い長さを
先端部１２の長さよりΔＬだけ短くなるように設定して
いる（図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）。また、この実施例で
は、先端部１２の低温側にて設定した初期形状を真直状
としている。

【００２３】また、上記形状記憶合金線状体１６Ａ、１
６Ｂの温度状態の制御は、スイッチ１９Ａ、１９Ｂのオ
ンにより、外部電源２０からリード線１８を経て該形状
記憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂに通電せしめられる時、
該形状記憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂの内部抵抗による
発熱にてなされる。図５（Ａ）において、２１は形状記
憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂの加熱量をコントロールす
る制御箱である。

【００２４】次に、上記実施例の作用について説明す
る。

【００２５】上記カテーテル１０の使用時には、シャフ
ト部１１の基端部に加える押込み等の手元操作により、
先端部１２を血管等の内部の目的部位にまで押し進めた
後、ハブ１３の注入口１３Ａから薬剤等を注入可能とす
る。

【００２６】この時、上記カテーテル１０にあっては、
前述の如く、各形状記憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂの例
えば４５℃の低温側で記憶している長さＬを先端部１２
の長さと略同等とし、先端部１２の初期形状を真直形状
としている（図５（Ａ）参照）。

【００２７】ここで、形状記憶合金線状体の１つ１６Ａ
が例えば該形状記憶合金線状体１６Ａへの通電にともな
う内部抵抗による発熱にて例えば６０℃以上の高温側に
加熱されると、該形状記憶合金線状体１６Ａが高温側で
記憶している長さに復元すなわちΔＬだけ縮む。これに
より、先端部１２の形状は上述の初期真直形状に対し
て、形状記憶合金線状体１６Ａの側に凹状をなす一定の
曲がりを発現する（図５（Ｂ）参照）。

【００２８】この後、先端部１２を初期真直状態に復元
するためには、例えば形状記憶合金線状体１６Ａへの通
電停止にともなう自然放冷等にて該形状記憶合金線状体
１６Ａを前述の低温側にまで降温せしめると、形状記憶
合金線状体１６Ａが低温側での前述の記憶形状に復元す
なわちΔＬだけ伸びて先端部１２の長さと略同等の長さ
Ｌとなる。これにより、先端部１２の形状は、加熱前の
初期真直状態を発現することとなる（図５（Ｃ）参
照）。

【００２９】しかして、カテーテル１０の先端部１２
は、２個の形状記憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂを間隔を
あけて備えているから、任意の１本の形状記憶合金線状
体１６Ａまたは１６Ｂを選択的に形状変化させることに
より２つの方向への曲がりを発現できる。

【００３０】また、上記各形状記憶合金線状体１６Ａ、
１６Ｂの記憶形状への復元量を、例えば通電量等により
コントロールすれば、先端部１２の曲率を自由に調整で
きる。

【００３１】また、上記カテーテル１０は、先端部１２
を比較的柔軟な素材にて構成し、シャフト部１１を上記
先端部１２の素材よりも高剛性の素材にて構成したか
ら、形状記憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂの変形力が小さ
い場合にもカテーテル１０の先端に適度な曲がり状態を
発現でき、形状記憶合金線状体１６Ａ、１６Ｂを細く小
さなものとすることができる。

【００３２】なお、本発明の実施においては、カテーテ
ル先端近傍に設けられる場合二方向性形状記憶合金線状
体が、該カテーテル先端近傍において３個以上配置さ
れ、かつそれらの配置点を結ぶ多角形内に該カテーテル
の中心軸を配置するものであってもよい。この時、任意
の１本または２本以上の形状記憶合金線状体に通電して
その発熱量を変えることにより、各形状記憶合金線状体
の曲げ変化量を制御すれば、カテーテル先端部の曲げの
曲率、方向を任意に調整できる。

【００３３】さらに図６は本発明の第２実施例である。

【００３４】この場合二方向性形状記憶合金線状体１６
Ｃ、１６Ｄは図に示すよう（図６（Ａ）参照）に配置さ
れている。二方向性形状記憶合金線状体１６Ｃはカテー
テル先端近傍のＥ部に配置され、別の二方向性形状記憶
合金線状体１６ＤはＥ部より基部よりのＦ部に配置され
ている。二方向性形状記憶合金線状体１６Ｃにのみ通電
し加熱した場合カテーテル先端近傍のＥ部のみ二方向性
形状記憶合金線状体１６Ｃを内側にする方向に曲がり
（図６（Ｂ）参照）を発現する。さらに、二方向性形状
記憶合金線状体１６Ｃ、１６Ｄの双方に通電し加熱する
ことによりＦ部においては二方向性形状記憶合金線状体
１６Ｄを内側にする方向に曲がり、結果として複雑な曲
がりを発現することができる。

【００３５】図７は本発明の第３実施例に係るカテーテ
ルを示す模式図、図８はカテーテルの使用状態を示す模
式図、図９はカテーテルの横断面を示す断面図である。

【００３６】このカテーテル３０が、前記カテーテル１
０と異なる点は、 1３つの二方向性形状記憶合金線状体
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを設けるとともに、 2各形状記
憶合金線状体１６Ａ〜１６Ｃを先端部１２とシャフト部
１１の全長とにわたって設け、各合金線状体１６Ａ〜１
６Ｃを、先端部１２、固定部１４、シャフト部１１のそ
れぞれに形成した小孔１７に挿通し、先端（一端）でＵ
字状に折り返す如くにて先端部１２に係止し、基端（他
端）でシャフト部１１の基端部（もしくはハブ１３の端
部）に係止しかつリード線１８と接続している。

【００３７】上記カテーテル３０によれば、形状記憶合
金線状体１６Ａ〜１６Ｃが先端部１２とシャフト部１１
の全長にわたって設けられるから、カテーテル３０に設
けられる形状記憶合金線状体１６Ａ〜１６Ｃの長さが長
く、従って該形状記憶合金線状体１６Ａ〜１６Ｃの伸縮
量（変形長）が大きくなり、カテーテル３０の先端に大
きな曲率を発現でき、形状記憶合金線状体１６Ａ〜１６
Ｃを細く小さなものとすることができる。この時、カテ
ーテル３０の先端部１２がシャフト部１１に比して前述
のように柔軟な素材にて構成されているから、形状記憶
合金線状体１６Ａ〜１６Ｃの上述の如くの大きな伸縮量
をカテーテル３０の先端の柔軟部分に集中させることが
でき、カテーテル３０の先端により自由で大きな曲がり
状態を発現でき、形状記憶合金線状体１６Ａ〜１６Ｃを
より細くより小さなものとすることができる。

【００３８】また、本発明の実施において、カテーテル
の先端部に与えられる初期形状は、必ずしも真直形状で
はなく、Ｊ字形状等の一定の曲げを予め付与された状態
であってもよい。この時、カテーテルの先端部は、初期
曲げ状態から加熱または冷却されて所望の曲がりを付与
され、曲率または曲げ方向を変化され、もしくは真直形
状に変形制御せしめられるものであってもよい。

【００３９】また、本発明のカテーテルを構成する形状
記憶合金線状体は、形状記憶樹脂線状体により代替えす
ることもできる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明は、管状器官に挿
入して用いられるカテーテルであって、全長にわたって
貫通する少なくとも１つの流路を有し、その管壁内、内
壁面あるいは外壁面に少なくとも１つの軸方向に延びる
形状記憶合金線状体を有し、該先端近傍付近が比較的柔
軟な素材からなるとともに、先端近傍以外の部分が上記
先端近傍部分の素材よりも高い剛性の素材からなり、該
形状記憶合金線状体に電流を通じた際の内部抵抗による
発熱により加熱されて温度変化されることで該先端近傍
付近の形状が変化するよう構成したものである。従っ
て、単純な構成により、カテーテルに所望の曲がりを発
現し、管状器官内におけるカテーテルの操作性を良好と
することができる。

【００４１】さらに、形状記憶合金線状体の変形力が小
さい場合にもカテーテルの先端に適度な曲がり状態を発
現でき、形状記憶合金線状体を細く小さなものとするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るカテーテルを示す模
式図である。

【図２】図１の要部拡大断面図である。

【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。

【図４】電気回路図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はカテーテルの先端変形状態を
示す模式図である。

【図６】（Ａ）は本発明の第２実施例に係るカテーテル
を示す模式図、（Ｂ）、（Ｃ）はカテーテル形状の変形
状態を示す模式図である。

【図７】本発明の第３実施例に係るカテーテルを示す模
式図である。

【図８】カテーテルの使用状態を示す模式図である。

【図９】カテーテルの横断面を示す断面図である。

【符号の説明】 １０，２０，３０ カテーテル １１ シャフト部 １２ 先端部 １６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ 形状記憶合金線状体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管状器官に挿入して用いられるカテーテ
   ルであって、全長にわたって貫通する少なくとも１つの
   流路を有し、その管壁内、内壁面あるいは外壁面に少な
   くとも１つの軸方向に延びる形状記憶合金線状体を有
   し、該先端近傍付近が比較的柔軟な素材からなるととも
   に、先端近傍以外の部分が上記先端近傍部分の素材より
   も高い剛性の素材からなり、該形状記憶合金線状体に電
   流を通じた際の内部抵抗による発熱により加熱されて温
   度変化されることで該先端近傍付近の形状が変化するよ
   う構成したことを特徴とするカテーテル。