JP3514876B2

JP3514876B2 - 超音波カテーテル

Info

Publication number: JP3514876B2
Application number: JP16561495A
Authority: JP
Inventors: 弘之矢上; 英士帯津
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 2004-03-31
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JPH0910215A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血管及び脈管等の体腔
内に挿入して用いられる超音波カテーテルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から心臓の冠状動脈や他の細血管、
或いは胆管等の脈管に挿入して、管腔断面像の表示や血
流測定等を行う超音波カテーテルが知られている。この
超音波カテーテルは例えば、図１或いは図２に示すよう
に体腔内に挿入される中空のカテーテルシャフト２の先
端部に超音波振動子３と、振動子３を直接或いは超音波
反射板４を回転させる駆動力を伝達する駆動伝達シャフ
ト６と、振動子３と外部電気回路５を接続する信号線７
を内蔵し、駆動シャフトを外部駆動源８により機械的に
駆動させることに依って超音波を走査する超音波カテー
テルが知られている。ところで、一般にカテーテルに於
いては血管内の走行性を高めるため、先端部ほど柔軟な
特性が必要である。また、カテーテルの位置を知るため
にカテーテル本体に造影性を付加したり、先端部に造影
性を有する平板或いはリング状、コイル状の金属等を備
えている。従って、超音波カテーテルに於いても上記カ
テーテル特性が必要となるが、超音波カテーテルでは、
図１、図２に示すように先端部に硬直な振動子３或いは
反射板４や、造影用の金属片１４が備えられている。更
に、カテーテルシャフト２の超音波を送受する部位１２
は超音波透過性に優れた材質且つ肉薄にする必要があ
る。そのため、超音波カテーテルシャフトの先端部は機
械的強度が低くなり、引っ張り破断が発生し易くなる。
このことは、超音波カテーテルを血管等に挿入した場
合、カテーテル先端部が破断し、血管内に残存させてし
まうという問題がある。

【０００３】特表平５−５０７２１９では、カテーテル
外装シャフト先端部に硬性なハウジングを固定した超音
波カテーテルが示されている。このカテーテルでは、カ
テーテル先端の固定部材と回転部とをロックピンで回動
自在に接合しているが、硬性なハウジングにより柔軟性
が悪く、屈曲によるカテーテルの伸縮を駆動シャフト及
びロックピンで充分に吸収できないという問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、上記超音
波カテーテルシャフト先端部の破断を防ぎ、カテーテル
の伸縮による駆動シャフトのズレを吸収する構造を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、体腔
内に挿入して用いられるカテーテルに手元側から先端側
まで機械的駆動力を伝達する駆動シャフトを内蔵し、該
駆動シャフトの先端側に超音波振動子及びまたは超音波
反射板を備えたハウジングを該カテーテル内に備え、該
ハウジングを該駆動シャフトにより回転走査させる機構
を有する超音波カテーテルであって、該ハウジングの先
端部に該カテーテル先端側に伸びた弾性部材を備え、該
弾性部材に係止部を設け、該係止部に該カテーテルの内
側に設けた弾性を有する係止部材に該ハウジングが該カ
テーテルの長軸方向に移動可能且つ回動自在に嵌合した
ことを特徴とする超音波カテーテルによって達成され
る。

【０００６】また該弾性部材の係止部と該カテーテルの
係止部材の嵌合は該駆動シャフトが長軸方向に０.５〜
２０ｍｍ移動可能に形成することが好ましい。

【０００７】また、該弾性部材の係止部と該カテーテル
内側の係止部材の嵌合の引っ張り破断強度を０.４kgf以
上にすることが好ましい。

【０００８】また、該弾性部材がコイル状部材であるこ
とが好ましい。

【０００９】また、該弾性部材の少なくとも一部に超弾
性金属を用いることが好ましい。

【００１０】また、該弾性部材が該カテーテル先端側ほ
ど細径であることが好ましい。

【００１１】また、該弾性部材の先端部に該先端部の外
径より大きいほぼ円形または、半球或いは球形の部材を
設けることが好ましい。

【００１２】また、該カテーテルの先端部に弾性部材を
設けることが好ましい。

【００１３】また、該カテーテルの先端部に設けた該弾
性部材にコイル状部材を用いることが好ましい。

【００１４】また、該カテーテルの先端部に設けた該弾
性部材の少なくとも一部に超弾性金属を用いることが好
ましい。

【００１５】また、該カテーテルの先端部に設けた該弾
性部材の内側に係止部を設け、該ハウジングの先端側に
設けた該弾性部材の係止部とにおいて回動自在に嵌合す
ることが好ましい。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）図３、図４に本発明の実施例１の超音波カ
テーテル１０を示す。図３は本発明の超音波カテーテル
の軸方向断面及びシステムの構成を示す図である。図４
は、本発明の超音波カテーテルの手元操作部及び外部ユ
ニットを示す一部軸方向断面図である。次に本発明の超
音波カテーテルの構造を説明する。カテーテルの外装シ
ャフト２の先端側に超音波を送受するためのトランスジ
ューサ１１を備えたハウジング２７を内蔵し、ハウジン
グ２７はコイル状の駆動シャフト６の先端に連結されて
いる。駆動シャフト６は信号線７を内蔵し、信号線７の
カテーテル先端側は、トランスジューサ１１に形成され
た振動子に接続され、手元側は手元操作部２０の端子２
１、２２に接続されている。手元操作部２０は外部ユニ
ット１３の嵌合部２５と脱着可能に接続されている。手
元操作部２０内の端子２１、２２は、スリップリング等
の回転摺動端子２６を介して送受信回路５と電気的接続
を行うと共に、モーター１６からの駆動力を駆動シャフ
ト６に伝達するように、外部駆動源８の端子２３、２４
と脱着可能に接続される。外部ユニット１３には、送受
信回路５とモーター１６を含む駆動源５を備えている。
外部ユニット１３は、更に信号処理回路と画像表示装置
を有するコンソール１に電気的に接続されている。

【００１７】カテーテル先端部のハウジング２７の先端
側にはコイル状の弾性部材４１が接続され、弾性部材４
１はカテーテル先端側に延びている。カテーテルの外装
シャフト２の先端側には、内側にウレタン系、シリコン
系、フッ素系等の樹脂のエラストマーから成る弾性を有
する凸部４２が形成され、弾性部材４１の凹部４３と回
動自在に緩く嵌合している。また、カテーテル先端に
は、造影性を有する部材１４が形成されている。造影部
材１４はＰｔ等の造影性を有する金属のリングや造影性
を有するタングステン粉末等を混合した樹脂が用いられ
る。カテーテルの外装シャフト１２とコイル状部材４１
の嵌合部により、カテーテル先端部１７は血管内の狭窄
部等に固着し、破断強度以上の応力が加わった場合に
も、カテーテル先端部１７はハウジング２７と連結され
ている。なお、図３では、係止部はカテーテルの外装シ
ャフト１２の内側に凸部、コイル状部材４１に凹部加工
にしているが、その反対にカテーテルの外装シャフト１
２の内側に凹部、コイル状部材４１に凸部加工してもよ
い。

【００１８】カテーテルの外装シャフト２は、いわゆる
カテーテル素材であるポリオレフィン系、ポリウレタン
系、ポリアセタール系、ポリイミド系、フッ素系等の樹
脂チューブやステンレス鋼（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１
６等）等などの金属チューブ、ＮｉＴｉ等の超弾性金属
チューブ、また、樹脂とステンレス鋼（ＳＵＳ３０４，
ＳＵＳ３１６等）等のワイヤーをコイル巻き或いはブレ
ード巻きの複合チューブであり、肉厚は３０〜３００μ
mであり、引っ張り破断強度は少なくとも０.４kgf以上
が望ましい。また、カテーテル先端側の超音波の送受部
分１２は超音波透過性に優れたポリオレフィン系、ウレ
タン系、フッ素系等の樹脂が好適であり、肉厚は１０〜
１００μm程度が好適である。

【００１９】本発明の超音波カテーテル１０に於ける超
音波走査は、外部ユニット１３内のモーター１６の回転
運動をカテーテル手元側の手元操作部２０内の端子２
１、２２を介して駆動シャフト６に伝達し、駆動シャフ
ト６の先端に固定されたハウジング２７を回転させるこ
とによって、ハウジング２７に設けられたトランスジュ
サ１１で送受される超音波をカテーテル２の略径方向に
走査することに依って行われる。ここで得られる超音波
画像は、血管或いは脈管の横断面像である。また、超音
波カテーテル１０全体もしくは、駆動シャフト６を長軸
方向に移動させることに依って、該血管及び脈管の縦断
面像も得られる。

【００２０】次に本発明の超音波カテーテルを血管内で
操作する手順について説明する。ここでは図示しない。
超音波カテーテルは通常の血管カテーテル手技と同様
に、まず体外から血管をイントロデューサ等を用いて確
保し、これに造影用或いは検査、治療カテーテル用のガ
イディングカテーテルをガイドワイヤーにより血管を選
択し挿入する、検査或いは治療すべき目的部位に到達し
たのち、本発明の超音波カテーテルをガイディングカテ
ーテル内に挿入し、血管の断面像を得る。この際にガイ
ドワイヤーはガイディングカテーテル内に留置していて
もよいが、体外に引き抜いてもよい。また、別の手技で
は、バルーンカテーテル等の治療用カテーテルのガイド
ワイヤールーメン内に本発明の超音波カテーテルを挿入
して用いることも可能である。この場合、超音波カテー
テルの外径は、０.２５mm〜０.９７mmであり、０.３５m
m〜０.４６mmが好適である。

【００２１】図５は本発明の超音波カテーテル１０のハ
ウジング２７に備えられるトランスジューサ１１の構造
を示す断面図を示している。振動子３は、矩形状のＰＺ
Ｔ等の圧電体３１の両面に電極３２を蒸着、印刷等によ
りを形成されている。ここで圧電体３１の形状は円形で
あってもよい。振動子３の背面側に超音波吸収、減衰さ
せるエポキシ、ウレタン、アクリル系等の樹脂或いは樹
脂に金属や無機粉末を混合した背面材３３を設ける。こ
こで背面材３３は、図５（ａ）に示すように背面側に厚
みの差Ｄがλ／４（λは送信周波数における背面材中の
波長）となる凹凸３４を設けることに依って背面材３３
の背面からの反射波を干渉により打ち消すようにした背
面材、または図５（ｂ）に示すように、低音響インピー
ダンス層３６（Ｚ＝１×１０⁶kg/m²s〜８×１０⁶Kg/m²s
）と高インピーダンス層３７（Ｚ＝２０×１０⁶kg/m²s
以上）を交互積層させることに依って背面材３３の背
面からの反射波の影響を減じた背面材であってもよい。

【００２２】振動子３の音響放射面には、いわゆる音響
整合層３５を厚さがλ／４（λは送信周波数における整
合層中の波長）となるように形成されている。本例では
１層の場合のみを示したが、２層以上であってもよい。

【００２３】（実施例２）図６、図７、図８は本発明の
実施例２の超音波カテーテルを示し、図６は超音波カテ
ーテル先端部の一部軸方向断面図、図７は部分上面図、
図８は図６のＡ−Ａ断面図である。トランスジューサ１
１はハウジング２７に接着剤等により、超音波送受波面
が超音波カテーテル１１の長軸方向に対して垂直方向の
±１０°程度になるように固着される。ハウジング２７
は駆動シャフト６の先端部に接合強度が少なくとも０.
４Kgf以上になるように接着或いはロウ付け、溶接され
る。ハウジング２７は、外径が駆動シャフト６とほぼ等
しいパイプ形状であり、トランスジューサ１１の固定部
１８が内側に矩形状に除かれている。材質は金属、樹脂
或いはセラミックスでも良いが、接合強度及びトランス
ジューサ１１の補強の点からステンレス鋼（ＳＵＳ３０
４，ＳＵＳ３１６等）或いはセラミックス材料が好まし
い。

【００２４】ハウジング２７の先端部にはステンレス鋼
（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等）、Ｐｔ等の金属やポ
リアセタール等の樹脂製のコイル状弾性部材４１が接着
或いはロウ付け、溶接等により接続されており、コイル
状部材４１の凹部４３が外装シャフトの凸部４２に回動
自在に嵌合し、コイル状部材４１はカテーテルの長軸方
向に０.５mm〜２０mm程度移動可能である。コイル状部
材４１の先端部には球或いは半球状部材４４が接続され
てる。コイル状部材４１は１層或いは多層でもよく、最
外層のコイルの巻き方向は駆動シャフトの回転方向に対
し締め付けられる方向である。図６では、１層のコイル
であって、右回転の場合を示している。

【００２５】振動子３の両面の電極３２は、信号線７が
接続される。図６では信号線７は対より線であるが、同
軸線であってもよい。

【００２６】図６では駆動シャフト６はステンレス鋼
（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等）の平板を２層２条巻
きしており、破断強度は０.４Kgf以上である。駆動シャ
フト６はその他に、丸線或いは平板状の金属、樹脂を１
層或いは多層にコイル捲きまたはブレード捲きしたも
の、破断強度が０.４Kgf以上のワイヤーに信号線を横捲
きにしたものであっても良い。

【００２７】カテーテルの外装シャフト手元側１５と先
端側１２との接続部では、手元側１５が先端ほど肉薄に
加工され、先端側１２がその外側に形成される。本例で
は、接続部長が比較的長くとれるため、接続部の強度が
高く、且つカテーテルの外装シャフト２の屈曲性、柔軟
性などの機械的特性を手元側１５から先端側１２に順次
変化させることが出来る。

【００２８】（変形例）図９、図１０、図１１、図１
２、図１３は本発明の他の変形例を示している。

【００２９】カテーテルの先端１７は図６では開口して
いるが、図９の様にカテーテル先端５１は閉口していて
もよい。開口している場合は、カテーテル内に超音波伝
達液９をプライミングすることが容易であり、閉口して
いる場合は、血液がカテーテル内に流入することがない
という利点がある。

【００３０】図１０の変形例に於いては、外径が長軸方
向で均一なコイルの先端にコイル外径より大きい球状或
いは半球状の円形部材４５を設けたコイル状弾性部材４
１をハウジング２７の先端部に接続している。この円形
部材４５をカテーテル外装シャフトの弾性を有する係止
部である凸部４３に回動自在に連結する。

【００３１】また、図１１の変形例に於いては、コイル
状弾性部材４１を先端側ほど細径にした場合を示してい
る。

【００３２】図１２の変形例に於いては、ＮｉＴｉ系合
金等の超弾性金属の丸線状の弾性部材４６を先端ほど細
径になるようにして用いている。

【００３３】図１３の変形例に於いては、カテーテルの
外装シャフトの先端部に支持材５３をロウ付け或いは接
着剤５４等で固定したコイル状弾性部材５２を接着等で
接続し、コイル状弾性部材５２の凸部４８にハウジング
２７の先端に接続されたコイル状弾性部材４１の先端部
にコイル外径より大きい円形部材４５を嵌合させる。外
装シャフト１２の先端部は、コイル状弾性部材５２を接
着することで完全に密閉してもよいが、コイル状弾性部
材５２の内腔に接着剤５４が入り込まないようにするこ
とで、コイル状弾性部材５２のコイルの間から生理食塩
水等の超音波伝達液を流出可能にすることが好ましい。
カテーテルの外装シャフト１２の先端に接続されるコイ
ル状弾性部材５２は造影性を有するステンレス鋼（ＳＵ
Ｓ３０４，ＳＵＳ３１６等）、Ｐｔ、Ａｕ等の金属が好
ましい。支持部材５３としては、弾性を有する金属であ
って、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６
等）、ＮｉＴｉ系合金材料からなる超弾性金属等が好ま
しい。また、円形部材４５の替わりに図６と同様にコイ
ル状弾性部材の係止部である凹凸部を嵌合させてもよ
い。

【００３４】図１４は本発明の超音波カテーテルの外装
シャフトにおける他の変形例を示している。本例では、
手元側の外装シャフト１５は２層構造、超音波送受波部
を含む先端側は１層構造である。手元側１５の内層４８
はステンレス鋼（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等）等の
金属チューブ、ＮｉＴｉ系合金等の超弾性金属チューブ
や、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等）線
をコイル或いはブレード巻きしたチューブであり、外層
４９は先端側と同一材のポリオレフィン系、フッ素系等
の樹脂である。外層４９の形成は、熱収縮による方法、
溶剤によって膨潤させ内層に被覆後乾燥収縮させる方
法、ディッピング法、溶融押出し成形法等によって行わ
れる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば体腔内に挿
入して用いられるカテーテルに手元側から先端側まで機
械的駆動力を伝達する駆動シャフトを内蔵し、該カテー
テルの先端側に超音波振動子及びまたは超音波反射板を
備えたハウジングを該カテーテル内に備え、該振動子を
直接或いは間接的に回転走査させる機構を有する超音波
カテーテルであって、該ハウジングの先端部に該カテー
テル先端側に伸びた弾性部材を備え、該弾性部材に係止
部を設け、該係止部に該カテーテルの内側に設けた弾性
を有する係止部材に該ハウジングが該カテーテルの長軸
方向に移動可能且つ回動自在に嵌合したことにより、カ
テーテル先端部が血管内の狭窄部等に固着し、破断強度
以上の応力が加わった場合にも、カテーテル先端部がハ
ウジングと嵌合されているため、生体内に残す危険性を
低減できる。

【００３６】また、ハウジングとカテーテルの嵌合部を
ハウジングがカテーテル長軸方向に０.５mm〜２０mm程
度移動可能にしているために、カテーテルが屈曲するこ
とで、該カテーテルが伸縮する際に駆動シャフトが引き
延ばされたり、カテーテル先端より先に突出することを
防ぐという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の超音波カテーテルの軸方向断面構造及び
システムの構成図である。

【図２】従来の他の超音波カテーテルの先端一部軸方向
断面図である。

【図３】本発明の実施例１の超音波カテーテルの軸方向
一部断面及びシステムの構成図である、

【図４】本発明の実施例１の超音波カテーテルの手元操
作部及び外部ユニットの一部軸方向断面図である。

【図５】本発明の実施例１の超音波カテーテルのトラン
スジューサの構造を示す断面図である。

【図６】本発明の実施例２の超音波カテーテルの先端構
造を示す軸方向断面図である。

【図７】本発明の実施例２の超音波カテーテルの先端部
分上面図である。

【図８】本発明の実施例２の超音波カテーテルの図６の
A-A断面図である。

【図９】本発明の変形例の超音波カテーテルを示す図で
ある。

【図１０】本発明の変形例の超音波カテーテルを示す図
である。

【図１１】本発明の変形例の超音波カテーテルを示す図
である。

【図１２】本発明の変形例の超音波カテーテルを示す図
である。

【図１３】本発明の変形例の超音波カテーテルを示す図
である。

【図１４】本発明の変形例の超音波カテーテルを示す図
である。

【符号の説明】

１：コンソール２、１２、１５、４８、４９：外装シ
ャフト（カテーテル）３：振動子４：反射板５：送受信回路
６：駆動シャフト７：信号線８：駆動源９：超音波伝達液
１０：超音波カテーテル１１：トランスジューサ１３：外部ユニット
１４：造影用金属片１６：モーター１７、５１：カテーテル先端部１
８、２７：ハウジング２０：手元操作部２１、２２、２３、２４：端子２
５：嵌合部２６：回転摺動端子３１：圧電体３２：電極３３、３４、３６、３７：背面材３５：整合層４１、４６：ハウジング先端弾性部材４４、４５、４
７：先端部材４２、４８：凸部４３：凹部５２：カテーテル先端
弾性部材５３：支持部材５４：接着部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】体腔内に挿入して用いられるカテーテルに
手元側から先端側まで機械的駆動力を伝達する駆動シャ
フトを内蔵し、該駆動シャフトの先端側に超音波振動子
及びまたは超音波反射板を備えたハウジングを該カテー
テル内に備え、該ハウジングを該駆動シャフトにより回
転走査させる機構を有する超音波カテーテルであって、
該ハウジングの先端部に該カテーテル先端側に伸びた弾
性部材を備え、該弾性部材に係止部を設け、該係止部に
該カテーテルの内側に設けた弾性を有する係止部材に該
ハウジングが該カテーテルの長軸方向に移動可能且つ回
動自在に嵌合したことを特徴とする超音波カテーテル。
【請求項２】該弾性部材の係止部と該カテーテルの係止
部材の嵌合は該駆動シャフトが長軸方向に０.５〜２０m
m移動可能に形成したことを特徴とする請求項１記載の
超音波カテーテル。
【請求項３】該弾性部材の係止部と該カテーテルの係止
部材の嵌合の引っ張り破断強度を０.４kgf以上にしたこ
とを特徴とする請求項１記載の超音波カテーテル。
【請求項４】該弾性部材がコイル状部材であることを特
徴とする請求項１記載の超音波カテーテル。
【請求項５】該弾性部材の少なくとも一部に超弾性金属
を用いたことを特徴とする請求項１記載の超音波カテー
テル
【請求項６】該弾性部材が該カテーテル先端側ほど細径
であることを特徴とする請求項１記載の超音波カテーテ
ル。
【請求項７】該弾性部材の先端部に該先端部の外径より
大きいほぼ円形または、半球或いは球形の部材を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の超音波カテーテル。
【請求項８】該カテーテルの先端部に弾性部材を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の超音波カテーテル。
【請求項９】請求項８記載の該弾性部材にコイル状部材
を用いたことを特徴とする超音波カテーテル。
【請求項１０】請求項８記載の該弾性部材の少なくとも
一部に超弾性金属を用いたことを特徴とする超音波カテ
ーテル。
【請求項１１】請求項９記載の該弾性部材の内側に係止
部を設け、請求項１記載の該ハウジングの先端側に設け
た該弾性部材の係止部において回動自在に嵌合したこと
を特徴とする請求項１記載の超音波カテーテル。