JP3580867B2 - 医療用ゾンデ - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は先端に可動部を有する医療用ゾンデであり、特に消化管の検査に用いる医療用ゾンデに関する。
【0002】
【従来技術】
近年、MRIやCT、さらには超音波診断装置などの画像診断装置の進歩により、患者の体外から体内の形態的な異常をかなり正確に把握することが可能となってきている。このため、非常に微小な変化(たとえば早期癌など)であっても診断可能となってきている。またこの進歩は、単に分解能・組織鑑別能といった点だけでなく、時間分解能も飛躍的に進歩してきている。超音波診断装置がリアルタイムであるのはもちろん、CTに関してもスリップリングの発明にともなうスパイラル(螺旋)CTの登場により胸部全体を一回の息止めで3次元的に描出が可能となっている。MRIについても同様で、エコープラナーイメージング(EIP)の登場で1枚の画像を100msec 以内という非常に高速な撮像が可能となっており、リアルタイムMRIでさえ夢ではない。このような画像診断装置の高速化により臓器の動きに関してもまた機能検査・診断が可能となってきた。
【0003】
しかし、生化学的な機能の検査・診断に関してはいまだ十分とは言いがたい。たとえば消化器系で重要な胆汁産生に関わる機能に関しては、胆嚢を収縮させる薬剤を投薬後、経時的に十二指腸の乳頭部から分泌される胆汁を1時間ほど収集し、分析する手法がある。この検査により、胆汁を産生する肝臓の機能、それから胆汁を濃縮・排出する胆嚢の機能を正確に調べることが可能である。また同一部位にて膵液を採取できれば慢性膵臓炎や膵臓癌のマーカー検査が可能である。従来この検査を行う場合、ゾンデと呼ばれる細いカテーテルを経口あるいは経鼻腔的に挿入して行われていた。しかし先端の可動性がなかったため、胃の幽門部付近を通過させ十二指腸乳頭部までゾンデ先端を導くことは熟練した医師でさえ至難の業であり、挿入だけで30分から1時間もの時間が必要であった。このためとても手軽に検査を行うわけにはいかなかった。そこで内視鏡を用いる場合も考えられた。内視鏡はその視野が確保できしかも先端の可動性が良好なため容易に十二指腸部まで挿入することは可能である。しかし近年内視鏡はずいぶん細くなってきたとはいえまだ10mmほどあり太すぎるため患者に対する負担が大きく、とても1時間にもわたる検査は不可能であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように消化器系の生化学的検査を行おうとする場合、細いカテーテル(ゾンデ)では長時間の検査が可能であるものの十二指腸部まで挿入することが困難であった。また内視鏡では逆に挿入は容易であるものの患者への負担が大きすぎるため長時間の検査が不可能であるという問題があった。
本発明は検査時間の著しい短縮と患者の苦痛の低減がはかれる、非常に操作性の良好な医療用ゾンデ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】
先端に可動部を有する医療用ゾンデにおいて、前記可動部に設けられ、複数の圧力室に分離された筒状の弾性体と、前記弾性体に接続され、圧力を伝播するための加圧チューブと、前記加圧チューブに接続され、圧力を発生するための複数の加圧ピストンと、前記加圧ピストンから前記加圧チューブを介して前記弾性体に圧力を伝播する圧力伝播経路の途中に設けられ、前記ピストン内の圧力伝播媒体が前記弾性体に流入しないように隔離するための弾力性を有する隔壁と、を備えることを特徴とするものである。
【0007】
【作用】
本発明の筒状弾性体はフレキシブルアクチュエータと呼ばれている。フレキシブルアクチュエータの動作は特願平1−247809に詳しく記されているが、以下に簡単に示す。
【0008】
フレキシブルアクチュエータはそれぞれ隣り合い結合された複数のチャンバで構成されている。このチャンバは長手方向には弾力を有し横方向には伸びにくい構造になっているため、接続された加圧用チューブととおして圧力を加えることにより長手方向にのみ伸びることになる。ここで横方向に結合されたチャンバに異なる圧力を加えると、高い圧力を加えたチャンバは伸びようとするが低圧力のチャンバは変形しない。このためバイモルフと同様に伸びないチャンバにむかってフレキシブルアクチュエータは屈曲することになる。この屈曲の角度はチャンバの圧力差とフレキシブルアクチュエータの長さで決まるため、もし大きく曲げたい場合は非常に長いフレキシブルアクチュエータを用いるか、短いフレキシブルアクチュエータを複数直列に結合させればよい。
【0009】
このように該フレキシブルアクチュエータをゾンデの先端に構成することにより任意の方向に無段階に屈曲させることが可能であり優れた操作性を示す。しかも全体が弾性体で構成されているので外部から大きな応力を受けると変形するため、必要以上に生体に無理な力を掛けることがなく安全である。また駆動力は静圧であるため大量の流量は不要であり、加圧チューブは非常に細径でかまわない。このためゾンデ全体の細径化を図れる。これに対し他のアクチュエータ、例えば内視鏡に用いられているワイヤ駆動では、ゾンデ全長にわたりワイヤで力を伝達しなければならなくなくなるため、ゾンデの経の増加あるいはゾンデ屈曲時の操作抵抗などに繋がってしまう。また形状記憶合金を用いたアクチュエータでは加熱用に電気信号あるいは高出力のレーザー光が必要となり、ゾンデが破損した場合は生体の感電あるいは熱傷などの危険がある。本発明のフレキシブルアクチュエータを用いたゾンデではこのような問題はなく、非常に安全である。
【0010】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図を用いて説明する。
図1に本発明のゾンデの第一の実施例の構成を示す。
細いカテーテル1(たとえば直径3mm)の先端横に被検査体を吸引採取するための吸引穴2が設けられている。そして該カテーテル1の先端には特願平1−247809に記されているものと同様にフレキシブルアクチュエータ3が2連に構成されている。該フレキシブルアクチュエータ3は3つのチャンバを有するタイプを用いている。このため該2連のフレキシブルアクチュエータ3を駆動するため、6本の加圧チューブ4が必要となり、前記カテーテル1の周囲を取り巻くように構成されている。この状況を図2に示す。この構成によりカテーテル1の剛性を高めることが可能となりゾンデ挿入の操作性を向上させることができる。動作に関しては前記作用で述べたとおり、本ゾンデは6本の加圧チューブ4のそれぞれにかける圧力を調整することにより任意の方向に先端を湾曲させることが可能である。操作者はX線透視下にフレキシブルアクチュエータ3に取り付けられたX線不透明のマーク5を観察し、フレキシブルアクチュエータ3を屈曲操作しながらゾンデ全体を容易に押し込んでいく。これによりたとえば目的である十二指腸乳頭部まで短時間で挿入できる。
【0011】
次に図1の加圧部10について説明する。図3に示すように加圧チューブ4の端は加圧用ピストン6に接続されている。ピストン6のヘッドは手動で押しても良いし、電動でもかまわない。圧力伝搬媒体7としては流体であるなら何でも良いが、応答性・安全性を考えると液体が望ましい。ここでフレキシブルアクチュエータ3が破損する場合を考えると患者への感染に注意しなければならないため、より安全性を高めるために図4に示すようなバッファ8を加圧チューブ4と加圧ピストン6との間に挿入することが望ましい。バッファ8内部には弾力性をもった隔壁9があり、フレキシブルアクチュエータ3内とピストン6内の圧力伝搬媒体7は厳密に隔離されている。ここで隔壁9はピストン6からの圧力を十分な応答速度でフレキシブルアクチュエータ3に伝達可能な弾力性を有するとともに、仮にフレキシブルアクチュエータ3が破損した場合にフレキシブルアクチュエータ3内の圧力伝搬媒体7が漏出しても破壊されないだけの強度を有している。これにより最悪の場合でもフレキシブルアクチュエータ3と加圧チューブ4内の少量の滅菌された生理食塩水が患者体内に漏出されるだけに止まる。またピストン6側を滅菌処理する必要が無くなる。加圧部10全体としてはこのように構成された系統を3つずつ2組で構成される。3つの系統で1本のフレキシブルアクチュエータ3の屈曲方向と角度が決まるので、操作性を考えると図5に示すような手段を構築するのが望ましい。具体的な構造としては3つのピストン6a,6b,6c,を正3角形の位置に配置し、各ピストンヘッドに接触するように操作板11を取り付けてある。従って操作者は操作板11を曲げたい方向に押し傾けるだけで無段階に屈曲方向と角度を制御できる。この操作系をもう一つ構成すれば2連のフレキシブルアクチュエータ3をそれぞれ任意の方向・角度に屈曲させることが可能である。また本法の変形によりジョイスティックによる屈曲操作も可能である。ここで2連のフレキシブルアクチュエータ3がそれぞれ連動して同一方向にしか曲げないとすると同一の加圧チューブ4で2連のフレキシブルアクチュエータ3の同一位置のチャンバを駆動することも可能である。この時は加圧チューブ4は6本ではなく3本で良い。なお、本実施例はフレキシブルアクチュエータの連結数を2つに限定するものではない。3連以上にすれば、さらに複雑な屈曲動作が実現できる。また逆にフレキシブルアクチュエータを単体で用いれば、S字のような複雑な動きはできなくなるものの、加圧チューブ4の本数は3本となり、ゾンデの細径化と圧力制御装置の簡素化が行える。
【0012】
第二の実施例を図6に示す。本発明では2連のフレキシブルアクチュエータ3の先端にCCD素子12と導光部13を設けてある。また本実図7に示すようにカテーテルと加圧チューブが一体に構成されたカテーテル1’を用いており、該カテーテル1’の壁内には加圧チューブ4’とCCD素子12の信号ケーブル14、導光用ファイバ15が構成されている。該CCD素子12からの画像信号は図示しないCRTに表示される。この発明により、第1の実施例ではX線透視下で挿入していったのに対し、本実施例では直接目視的に挿入できる。
【0013】
第三の実施例を図8に示す。本実施例ではフレキシブルアクチュエータ3、カテーテル1、加圧部10より構成されるゾンデが自動分析部16に結合されている。本自動分析部16の動作を図9を用いて説明する。自動分析部16内部は制御部161、吸引部162、分析部163で構成されている。吸引部162は制御部161の指示に従いカテーテル1内部を持続的に陰圧にし、該カテーテル1の先端の吸引穴2から被検体を吸引する。該吸引された被検体は制御部161の指示により順次分析部に送られその流量、成分が分析される。そして該分析結果は制御部161の制御に従って読み出される。該読み出された結果はディスプレイあるいは印刷などの出力部17に表示される。本発明により、薬物投与による胆汁分泌の経時的変化などを、医師あるいは看護婦などの操作無しで、自動検査することが可能となる。
【0014】
第四の実施例を図10に示す。本発明では中央に吸引穴2’を有するフレキシブルアクチュエータ3’を用いた。該吸引穴2’は穴のないカテーテル1に結合されており、ゾンデの先端から被検体を吸引収集できる。また該吸引穴2’は単に被検体の吸引だけでなく、図11のように細径のイメージファイバ18を挿入することも可能である。該イメージファイバ18を用いればX線透視を行わなくても直視下にゾンデを挿入操作することができる。
【0015】
加圧部10に関する他の実施例を図12に示す。前記実施例では加圧手段としてピストンを用いたが本実施例では切り替えスイッチ群18を介してコンプレッサ19の圧力を伝達する。手動加圧でないため長時間の操作でも疲れが少ない。
【0016】
本発明は要旨を逸脱しない限り、様々な変更が可能である。例えば上記実施例ではフレキシブルアクチュエータのチャンバはすべて3個であったが2個以上であれば何個でも可能である。またその他具体的は設計法に関しても同様である。
【0017】
図12の切り替えスイッチ群19の操作性を考慮すると図13に示すような操作手段21を構成しても良い。例えば、操作手段21はケース26の内部に切り替えスイッチ22a,22b,22c,が正3角形状に配置され、各々のスイッチに接触するように操作板23が取り付けられ、軸受け24に支持された操作軸25が操作板23に取り付けられている。操作軸25は回転中心27を中心に回転する。操作者は、操作軸25を曲げたい方向に動かすだけでFMA先端の屈曲方向とその角度を制御可能となる。
【0018】
第五の実施例を図14に示す。本発明では先端部に円錐状部31を有するFMA32を用いた。図14(a)は円錐状部31を有するFMA32のみを用いた構成のもので、図14(b)は円錐状部31を有するFMA32と円筒状FMA33を一体化したものを用いて構成したものである。先端ほどFMAの直径が小さくなっているので、先端部分ほど曲げに対する曲率が小さくなり、円筒形状に比べて先端の曲げ角度が大きくなり、細径で複雑な形状の部位でも容易に挿入可能となり操作性を向上させることができる。
【0019】
【発明の効果】
以上のように本発明により非常に操作性の良好なゾンデを提供することが可能と成り、検査時間の著しい短縮と患者の苦痛の低減がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るゾンデの構成図。
【図2】この発明の一実施例のカテーテルの断面を示す模式図。
【図3】この発明の一実施例の加圧部の構成を示す模式図。
【図4】この発明の一実施例のバッファの構成を示す模式図。
【図5】この発明の一実施例の加圧部の構成を示す模式図。
【図6】第二の実施例に係るゾンデの構成図。
【図7】この発明の第二の実施例のカテーテルの断面を示す模式図。
【図8】第三の実施例に係るゾンデ及び検査装置の構成図。
【図9】この発明の第三の実施例の自動分析部の構成図。
【図10】第四の実施例に係るゾンデの構成図。
【図11】第四の実施例に係るゾンデの構成図。
【図12】この発明の一実施例の加圧部の構成を示す模式図。
【図13】本発明の操作手段の一構成を示した図。
【図14】本発明の第五の実施例を示した図。
【符号の説明】
1、1’…カテーテル
2、2’…吸引穴
3、3’…フレキシブルアクチュエータ
4…加圧チューブ
5…マーク
6…ピストン
7…圧力伝搬媒体7
8…バッファ
9…陰壁
10…加圧部
11…操作板
12…CCD素子
13…導光部
14…信号ケーブル
15…導光用ファイバ
16…自動分析部
161…制御部
162…吸引部
163…分析部
17…出力部
18…切り替えスイッチ
19…コンプレッサ
Claims (1)
- 先端に可動部を有する医療用ゾンデにおいて、
前記可動部に設けられ、複数の圧力室に分離された筒状の弾性体と、
前記弾性体に接続され、圧力を伝播するための加圧チューブと、
前記加圧チューブに接続され、圧力を発生するための複数の加圧ピストンと、
前記加圧ピストンから前記加圧チューブを介して前記弾性体に圧力を伝播する圧力伝播経路の途中に設けられ、前記ピストン内の圧力伝播媒体が前記弾性体に流入しないように隔離するための弾力性を有する隔壁と、
を備えることを特徴とする医療用ゾンデ。
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JP21333094A JP3580867B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 医療用ゾンデ |
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JP21333094A JP3580867B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 医療用ゾンデ |
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JPH0871070A JPH0871070A (ja) | 1996-03-19 |
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JP21333094A Expired - Fee Related JP3580867B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | 医療用ゾンデ |
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-
1994
- 1994-09-07 JP JP21333094A patent/JP3580867B2/ja not_active Expired - Fee Related
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