JP4236088B2

JP4236088B2 - Catheter self-propelled system, catheter, and method of operation

Info

Publication number: JP4236088B2
Application number: JP2002381041A
Authority: JP
Inventors: 隆一米山
Original assignee: 有限会社メディカルリサーチアンドテクノロジー
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2022-12-27
Also published as: JP2004208892A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカテーテルにかかり，特にカテーテル，カテーテル自走システム，施術方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，外科手術などによる生体への侵襲を抑えるために，被施術体の血管内にカテーテルを送入することにより，例えば血栓溶解などの治療等を行う血管カテーテル法が知られている。
【０００３】
上記血管カテーテル法において用いられるカテーテルは，先端部が弾性部材で，先端部以外は，ある程度の剛性を持つ部材で形成されている。使用に際して，カテーテルを先端部から血管内に送入する。
【０００４】
また上記カテーテルの送入する操作は，Ｘ線透視下で行われ，Ｘ線透視画像からカテーテル及び血管の走行を見ながら，カテーテルの操作をし，目的とする血管部分にカテーテルを送入誘導等している。なお，本願発明に関連する先行技術文献情報には，次のものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１７３５４５号公報
【特許文献２】
特開２０００−０００３１０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，Ｘ線透視下でのカテーテルの操作は，施術者，被施術者ともに相応量の被爆は避けらず，Ｘ線によるモニタリングも２次元画像であるため送入されたカテーテルの位置を把握することが困難であった。
【０００７】
また，カテーテルの操作はカテーテルの先端部の弾性，または先端部以外の手元から加えられるカテーテルに対するトルク，ねじり力など利用した経験を要する操作であるため，例えば，先端部の走行方向を調整するための力が先端部に伝わらず，先端部が血管内腔面である血管壁に突き当たる，または血管の分岐部分では目的とする血管内に送入できないなどの問題点があった。
【０００８】
つまり，目的とする血管にカテーテルを進めるためには，技術的な熟練が必要であり，また，手元から操作できるためにカテーテルには比較的剛性の高い素材が用いられるが，それ故にカテーテルの操作を誤ることにより，例えば血管壁等の組織の損傷を招くという問題点があった。
【０００９】
本発明は，上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，ＭＲＩ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ）装置を利用することによりカテーテルの自走が可能な，新規かつ改良されたカテーテル，カテーテル自走システム，および施術方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によればカテーテル自走システムが提供される。このカテーテル自走システムは，管腔内に磁場を発生させる磁気共鳴イメージング装置と；刺入するための先端部を少なくとも有し，先端部は磁場に基づき自走するための自走力を発生する自走力発生部を備えるカテーテルと；自走力発生部に供給する電流を制御するコントロール部を備える処理装置とを少なくとも有することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば，磁気共鳴イメージング装置に備わる管腔内に磁場を発生させて，上記磁場に基づき，先端部に備わる自走力発生部が自走力を発生させ，カテーテルは自走することが可能となる。上記自走力は，処理装置に備わるコントロール部から自走力発生部に電流の供給量を調節することで，制御される。かかる構成により，血管内の経路の形状に因らず，血管壁などに突き当たらないように送入することが可能となり，生体組織の損傷を防げる。なお本発明にかかる管腔は，例えば磁気共鳴イメージング装置に備わるガントリーなどが例示される。
【００１２】
自走力発生部は，カテーテルが推進するための推進力を発生する推進力発生部もしくはカテーテルの走行方向を転換するための転換力を発生する転換力発生部のうちいずれか一方もしくは双方とから構成される。かかる構成により，目的とする個所までの経路に応じて，必要な推進力または転換力を発生することにより，カテーテルの推進速度または推進方向を制御することができる。なお，本発明にかかる推進力発生部および転換力発生部は，１または２以上備えることが可能である。
【００１３】
先端部は，先端部内に１または２以上の舵部材をさらに備えるように構成することができる。かかる構成により，カテーテル内に流入する血液などの流れの向きを調節することにより，先端部の方向を転換させることが可能となる。
【００１４】
先端部は，先端部の内側面もしくは外側面のうちいずれか一方または双方に１または２以上の方向安定部材をさらに備えるように構成することができる。かかる構成により，先端部の方向，姿勢などの安定性を高められる。
【００１５】
方向安定部材は，溝形状の凹部材であるように構成することができる。かかる構成により，先端部の方向，姿勢などの安定性を高められる。
【００１６】
推進力発生部および転換力発生部は，コイルであるように構成することができる。なお，本発明の推進力発生部は，例えば推進コイルなどが例示され，転換力発生部は，例えば転換コイルなどが例示される。
【００１７】
推進力発生部は，カテーテルの長軸方向に推進力を発生するように構成してもよい。
【００１８】
転換力発生部は，先端部の側面に転換力を発生するように構成してもよい。
【００１９】
磁場は，静磁場もしくは傾斜磁場のうちいずれか一方または双方であるように構成することができる。
【００２０】
磁気共鳴イメージング装置は，先端部を有するカテーテルの位置を立体的に表示させるための少なくとも三次元断層画像を生成するように構成することができる。かかる構成により，磁気共鳴イメージング装置により得られた三次元断層画像に基づき，血管内のカテーテルの先端部の位置を立体的に把握し，先端部を目的地まで送入誘導するために最適な方向および経路を，的確に選択することが可能となる。なお，本発明にかかる先端部には，磁気共鳴イメージング装置の撮像によりカテーテルを目視可能な，例えば，常磁性体部材，送受信コイルなどが備えられている。
【００２１】
上記課題を解決するため，本発明の第２の観点によれば，刺入するための先端部を少なくとも有するカテーテルが提供される。このカテーテルの先端部は，磁気共鳴イメージング装置により管腔内に発生する磁場に基づきカテーテルが自走するための自走力を発生する自走力発生部を先端部内に備えることを特徴としている。
【００２２】
本発明によれば，磁気共鳴イメージング装置に備わる管腔内に磁場を発生させて，先端部に備わる自走力発生部に電流が供給されると，上記磁場に基づき，自走力が発生し，カテーテルは自走することが可能となる。かかる構成により，血管内の経路の形状に因らず，血管壁などに突き当たらないように送入することが可能となり，生体組織の損傷を防げる。なお本発明にかかる管腔は，例えば磁気共鳴イメージング装置に備わるガントリーなどが例示される。
【００２３】
自走力発生部は，カテーテルが推進するための推進力を発生する推進力発生部もしくはカテーテルの走行方向を転換するための転換力を発生する転換力発生部のうちいずれか一方もしくは双方とから構成される。かかる構成により，目的とする個所までの経路に応じて，必要な推進力または転換力を発生することにより，カテーテルの推進速度または推進方向を制御することができる。なお，本発明にかかる推進力発生部および転換力発生部は，１または２以上備えることが可能である。
【００２４】
先端部は，先端部内に１または２以上の舵部材をさらに備えるように構成することができる。かかる構成により，カテーテル内に流入する血液などの流れの向きを調節することにより，先端部の方向を転換させることが可能となる。
【００２５】
先端部は，先端部の内側面もしくは外側面のうちいずれか一方または双方に１または２以上の方向安定部材をさらに備えるように構成することができる。かかる構成により，先端部の方向，姿勢などの安定性を高められる。
【００２６】
方向安定部材は，溝形状の凹部材であるように構成することができる。かかる構成により，先端部の方向，姿勢などの安定性を高められる。
【００２７】
推進力発生部および転換力発生部は，コイルであるように構成することができる。なお，本発明の推進力発生部は，例えば推進コイルなどが例示され，転換力発生部は，例えば転換コイルなどが例示される。
【００２８】
推進力発生部は，カテーテルの長軸方向に推進力を発生するように構成してもよい。
【００２９】
転換力発生部は，先端部の側面に転換力を発生するように構成してもよい。
【００３０】
磁場は，静磁場もしくは傾斜磁場のうちいずれか一方または双方であるように構成することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下，本発明の好適な実施の形態について，添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお，以下の説明及び添付図面において，略同一の機能及び構成を有する構成要素については，同一符号を付することにより，重複説明を省略する。
【００３５】
まず図１を参照しながら，第１の実施の形態にかかるカテーテル自走システムについて説明する。図１は，第１の実施の形態にかかるカテーテル自走システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【００３６】
図１に示すように，第１の実施の形態にかかるカテーテル自走システムは，ＭＲＩ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａｇｉｎｇ：磁気共鳴イメージング）装置１０１と，カテーテル２００と，カテーテル２００およびＭＲＩ装置１０１を制御する処理装置１０４とから少なくとも構成される。
【００３７】
上記ＭＲＩ装置１０１は，ガントリー１０２を備え，ガントリー１０２内に例えば１．５Ｔ（テスラ：ｔｅｓｌａ）程度の強力な磁場（磁束密度）を与えて撮像を行う。磁場の発生したガントリー１０２内に被施術体１０３を図１に示す左方向もしくは右方向にスライドして移動させることにより，被施術体１０３の生体組織を構成する原子核からの情報を取得し少なくとも３次元の断層画像を生成する。なお，上記テスラ（Ｔ）は，ＳＩ単位系で示すと，ニュートン／アンペア−メータ（ｎｅｗｔｏｎ／ａｍｐｅｒｅ−ｍｅｔｅｒ）となる。なお，第１の実施の形態にかかるＭＲＩ装置１０１は，３次元断層画像を生成する場合を例に挙げて説明したが，かかる例に限定されず，例えば，２次元断層画像を生成する場合，２次元断層画像および３次元断層画像を生成する場合などであっても実施することが可能である。
【００３８】
したがって，上記ＭＲＩ装置１０１により生成される３次元の断層画像等により，例えば，血管内に送入されたカテーテル２００の位置を立体的にモニタリングし把握することが可能である。
【００３９】
カテーテル２００は，例えば，被施術体１０３の血管内腔などに刺入する先端部２００ａを備え，カテーテル２００の手元側である終端部に管路を介してボトル２０４が連接されている。上記先端部２００ａは，弾性部材からなり，その他のカテーテル２００は，所定の剛性を有する部材からなる。なお，先端部２００ａについては後程詳述する。
【００４０】
ボトル２０４は，例えば冷却された生理食塩水，薬品，または薬液などを充填することが可能であり，上記生理食塩水などを，カテーテル２００の内腔である管路を介して，先端部２００ａから，例えば患部などに注入することが可能である。なお，上記ボトル２０４には，制御弁（図示せず。）などを備え，上記生理食塩水などの注入量を，処理装置１０４により，制御することができる。
【００４１】
処理装置１０４は，少なくともＣＰＵ（中央演算処理部），通信部，記憶部とから構成されており，一般的にはコンピュータである。通信部は，例えば，ＡＤＳＬ（ＡｓｙｍｍｅｔｒｉｃＤｉｇｉｔａｌＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＬｉｎｅ），ＩＳＤＮ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓＤｉｇｉｔａｌＮｅｔｗｏｒｋ）などにより通信するためのモデム，ＴＡ（ターミナルアダプタ），ＤＳＵ（ＤｉｇｉｔａｌＳｅｒｖｉｃｅＵｎｉｔ）などを例示することができる。
【００４２】
記憶部は，例えば，ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ），ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ），またはＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）などを例示することができる。
【００４３】
さらに処理装置１０４は，表示部１０６およびコントローラ部１０５を備え，上記表示部１０６は，ＣＲＴディスプレイ，液晶ディスプレイなどが例示され，例えば，ＭＲＩ装置１０１により撮像された被施術体１０３の血管内腔の断層画像などを表示する。なお，第１の実施の形態にかかる表示部１０６は，デスクトップ型の場合を例に挙げて説明したが，かかる例に限定されず，例えば，ゴーグル型ディスプレイなどの場合であっても実施可能である。
【００４４】
コントローラ部１０５は，１又は２以上の“ボタン”と，“ジョイスティック”とから構成される。上記“ボタン”および“ジョイスティック”を用いて，カテーテル２００の自走を制御することができる。さらに，コントローラ１０５は，例えば，ボトル２０４に備わる制御弁（図示せず。）を調節することにより，ボトル２０４から薬液の注入を制御する。なお，第１の実施の形態にかかるコントローラ部１０５は，１のジョイスティックと複数の“ボタン”から構成されている場合を例に説明したが，かかる例に限定されず，例えば複数の“ジョイスティック”，“トラックボール”，“十字キー”，または“十字レバー”などを備える場合であっても実施可能である。なお，カテーテル２００の自走は先端部２００ａにより可能となるが，詳細は後述する。
【００４５】
次に，図２を参照しながら，第１の実施の形態にかかるガントリー１０２に発生する磁場について説明する。図２は，第１の実施の形態にかかるガントリー１０２に発生する磁場の概略的な構成を示す説明図である。
【００４６】
図２（ａ）に示すように，第１の実施の形態にかかるガントリー１０２は，水平方向に静磁場として主磁場をもつ中空形状の筒型コイルである。したがって，図２（ａ）に示す破線は磁力線であるが，ガントリー１０２の中心部の内腔では，上記磁力線と，主磁場である磁場Ｂ_０は，平行となる。なお，かかる例に限定されず，例えば，低磁場などにより，磁場Ｂ_０が垂直方向である場合であってもよい。
【００４７】
また，磁力線がガントリー１０２に出入りするガントリー１０２の両端部の縁辺では，磁場Ｂ_０は均一ではなく，磁場の方向についてもガントリー１０２の長軸方向に対して水平ではない。
【００４８】
さらに，第１の実施の形態にかかるＭＲＩ装置１０１は，ガントリー１０２に発生する磁場Ｂ_０に限定されず，ｘ−軸コイル，ｙ−軸コイル，ｚ−軸コイルと３種類の傾斜磁場コイル（図示せず。）を備え，傾斜磁場を発生することが可能である。なお，磁場Ｂ_０は，上記静磁場もしくは傾斜磁場のうちいずれか一方または双方を示す。
【００４９】
上記傾斜磁場は，磁場の方向が空間内の２点において異なる場合，存在する。主として撮像を目的に用いられて，上記傾斜磁場コイルに電流が供給されると発生し，上記磁場Ｂ_０を歪める付加的な小さな磁場を作り出す。
【００５０】
次に，図２（ｂ）に示すように，磁場Ｂ_０と電流ｉと力Ｆとすると，磁場Ｂ_０の方向と電流ｉの方向と力Ｆの方向とが各々直交する場合，上記３つの間に成り立つ関係は，以下に記載するような関係となる。
【００５１】
Ｆ＝ｉｌＢ_０・・・（式１）
上記式１に示すように，力Ｆは，電流ｉ，金属線など導体の長さｌ，磁場Ｂ_０に比例する。なお，上記力Ｆが，カテーテル２００の自走するための例えば推進力等となるが，詳細は後述する。
【００５２】
次に，図３を参照しながら，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａについて説明する。図３は，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａの概略的な構成を示す正面図である。
【００５３】
図３に示すように，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａは，生理食塩水などを射出または外部から被施術体１０３の血液が流入する，くびれ形状の出入口を有し，さらにカテーテル２００の推進力を発生するための推進コイル２０１と，先端部２００ａの方向を転換する転換コイル２０２を備える。
【００５４】
上記推進コイル２０１は，カテーテル２００の円周方向に沿って円形もしくは円筒形にコイルが形成されており，さらに図１に示す処理装置１０４からの電流が供給されるように，カテーテル２００の長軸方向に沿って２本の電線を有する。なお推進コイル２０１の形状は，かかる例に限定されない。
【００５５】
上記電線は，処理装置１０４に接続され，コントローラ１０５により電流の供給が制御される。なお，第１の実施の形態にかかる推進コイル２０１は，カテーテル２００の内壁面上に設置されているが，かかる例に限定されず，例えば，内壁に埋設される場合などでもよい。
【００５６】
また推進コイル２０１のコイル巻数は，上記推進コイル２０１により発生する推進力がコントローラ１０５により制御可能で上記推進力によりカテーテル２００が充分推進する程度である。
【００５７】
上記転換コイル２０２は，図３に示すように，転換コイル２０２の中心軸がカテーテル２００の長軸に対して垂直方向となるように円形もしくは円筒形にコイルが形成されており，さらに推進コイル２０１と同様に，処理装置１０４からの電流が供給されるように，カテーテル２００の長軸方向に沿って２本の電線を有する。なお転換コイル２０２の形状は，かかる例に限定されない。
【００５８】
また上記推進コイル２０１と同様に，転換コイル２０２の電線は，処理装置１０４に接続され，コントローラ１０５により電流の供給が制御される。なお，第１の実施の形態にかかる転換コイル２０２は，カテーテル２００の内壁面上に設置されているが，かかる例に限定されず，例えば，内壁に埋設される場合などでもよい。
【００５９】
また転換コイル２０２のコイル巻数は，上記転換コイル２０２により発生する方向転換するための転換力がコントローラ１０５により制御可能で上記転換力により先端部２００ａの方向転換が充分可能な程度である。
【００６０】
図３に示すように，上記電線を介し推進コイル２０１に電流ｉまたは電流ｉ´が供給されると，上記説明の通り電流ｉまたは電流ｉ´と磁場Ｂ_０との関係から推進コイル２０１に推進力として力Ｆが発生する。
【００６１】
なお，ガントリー１０２長軸方向の推進力はガントリー１０２の中心部近傍では磁場Ｂ_０が均一になるため発生する可能性が低いが，例えば撮像用のｚ−軸方向の傾斜磁場コイルから，例えば２０〜６０ｍＴ／ｍ程度の任意の傾斜磁場を発生させることにより，ガントリー１０２の中心部近傍でも，ガントリー１０２長軸方向の推進力を発生させることができる。
【００６２】
したがって，例えば先端部２００ａの長軸方向の上記くびれ形状の出入口方向，つまり図３に示す矢印の右方向に，カテーテル２００が自走する。
【００６３】
コントローラ１０５により，上記電流ｉまたは電流ｉ´のうちどちらを供給するのか制御することにより，図３に示す矢印の右方向または左方向に発生する推進力の方向を制御することができる。さらに，電流ｉまたは電流ｉ´の強さを制御することにより，カテーテル２００の自走するスピードを調節することができる。
【００６４】
上記カテーテル２００は，先端部２００ａに推進コイル２０１を備えることで，磁場Ｂ０と電流ｉまたは電流ｉ´とから発生する推進力を利用して自走することができる。したがって，例えば伸縮自在な先端部２００ａを膨張および収縮を繰り返す伸縮運動させる場合などよりも簡易にカテーテル２００の自走を実施させることが可能となる。
【００６５】
次に，図４に示すように，上記電線を介し転換コイル２０２に電流ｉまたは電流ｉ´が供給されると，上記説明したように，電流ｉまたは電流ｉ´と磁場Ｂ_０との関係から転換コイル２０２に転換力として力Ｆが発生することにより，図４に示す矢印の方向Ａまたは方向Ｂに先端部２０２ａの方向が転換する。なお，図４に示す転換コイル２０２の位置は限定されず配設可能であるため，図４に示す矢印の方向Ａおよび方向Ｂ以外の他の方向に対して上記先端部２００ａを自在に転換することが可能である。
【００６６】
従来，転換力の発生しない先端部２００ａを方向転換する場合，先端部２００ａは弾性部材であり，例えばカテーテル２００を手元からトルクを加えるなど熟練を要する特殊な操作などが必要であった。
【００６７】
またコントローラ１０５により，電流ｉまたは電流ｉ´の強さを制御することにより，転換力の大きさを制御し，カテーテル２００の先端部２００ａの向く方向の角度を調節することができる。
【００６８】
したがって，例えば血管の分岐点などで血管が著しく屈曲している部位であっても，上記屈曲している方向に先端部２００ａを向けることが可能となり，血管壁などの生体組織を傷つけることなく患部などの目的地に到達することができる。
【００６９】
次に，図５を参照しながら，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａについて説明する。図５は，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａの概略的な構成を示す正面図である。
【００７０】
図５に示すように，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａは，図３に示す第１の実施の形態にかかる先端部２００ａとほぼ同様の構成であり，図５に示す先端部２００ａは転換コイル２０２をさらに１つ多く備える点で相違する。以下，相違点について詳細に説明する。
【００７１】
図５に示す第１の実施の形態にかかる先端部２００ａは，図３に示す先端部２００ａと同様のくびれ形状の出入口を有し，さらにカテーテル２００の推進力を発生するための推進コイル２０１と，先端部２００ａの方向を転換する転換コイル２０２−１および転換コイル２０２−２を備える。
【００７２】
上記推進コイル２０１は，カテーテル２００の円周方向に沿って円形もしくは円筒形にコイルが形成されており，さらに図１に示す処理装置１０４からの電流が供給されるように，カテーテル２００の長軸方向に沿って２本の電線を有する。なお推進コイル２０１の形状は，かかる例に限定されない。
【００７３】
また推進コイル２０１のコイル巻数は，上記推進コイル２０１により発生する推進力がコントローラ１０５により制御可能であり，上記推進力によりカテーテル２００が充分推進する程度である。
【００７４】
図５に示すように，上記転換コイル２０２−１および転換コイル２０２−２の両転換コイル２０２は，該コイルの中心軸がカテーテル２００の長軸に対して垂直方向となるように円形もしくは円筒形にコイルが形成されており，さらに推進コイル２０１と同様に，処理装置１０４からの電流が供給されるように，カテーテル２００の長軸方向に沿って２本の電線を有する。なお転換コイル２０２の形状は，かかる例に限定されない。
【００７５】
上記転換コイル２０２−２は，図５に示すように，転換コイル２０２−１よりもコイル巻数が多い。したがって，各転換コイル２０２に電流ｉを供給した場合，磁場Ｂ_０は転換コイル２０２に因らずほぼ等しいため，転換コイル２０２−２に発生する力のほうが大きい。
【００７６】
なお，第１の実施の形態にかかる転換コイル２０２−１と転換コイル２０２−２とは両隣に併設されているが，かかる例に限定されず，先端部２００ａの側面上であれば任意な位置に配置する場合であっても実施可能であり，転換コイル２０２−１と転換コイル２０２−２とのコイル巻数が相違するが，かかる例に限定されない。
【００７７】
また転換コイル２０２−１および転換コイル２０２−２の電線は，処理装置１０４に接続され，コントローラ１０５により電流の供給が制御される。なお，第１の実施の形態にかかる転換コイル２０２−１および転換コイル２０２−２は，カテーテル２００の内壁面上に設置されているが，かかる例に限定されず，例えば，内壁に埋設される場合などでもよい。
【００７８】
図５に示すように，上記電線を介し推進コイル２０１に電流ｉまたは電流ｉ´が供給されると，上記説明の通り電流ｉまたは電流ｉ´と磁場Ｂ_０との関係から推進コイル２０１に，図５に示す矢印の右方向または左方向に推進力が発生する。したがって，カテーテル２００が自走する。
【００７９】
なお，図５に示す転換コイル２０２−１および転換コイル２０２−２の位置は限定されずに，配設可能であるため，図５に示す矢印方向Ａおよび方向Ｂ以外の他の方向に対して，上記先端部２００ａを多方面に転換することが可能である。
【００８０】
次に，図６に示す第１の実施の形態にかかる先端部２００ａは，図４に示す第１の実施の形態にかかる先端部２００ａとほぼ同様の構成であり，図６に示す先端部２００ａは転換コイル２０２をさらに１つ多く備える点で相違する。以下，相違点について詳細に説明する。
【００８１】
図６に示すように，転換コイル２０２−１及び転換コイル２０２−２に電線を介し電流ｉまたは電流ｉ´が供給されると，上記説明したように，電流ｉまたは電流ｉ´と磁場Ｂ_０との関係から転換コイル２０２−１及び転換コイル２０２−２に転換力として力Ｆが発生することにより，矢印の方向Ａまたは方向Ｂに先端部２０２ａの方向が転換する。
【００８２】
転換コイル２０２−１及び転換コイル２０２−２に電流ｉまたは電流ｉ´が，図４に示す電流ｉまたは電流ｉ´と同じである場合，図４に示す転換力よりも大きく，したがって先端部２００ａの向く方向も大きく転換される。
【００８３】
また，コントローラ１０５により転換コイル２０２−１もしくは転換コイル２０２−２のうちいずれか一方だけに電流ｉ（又は電流ｉ´）を供給するよう制御可能であり，例えば，血管の分岐点などにおける血管の屈曲度合いに応じて，発生させる転換力の大きさを制御し，先端部２００ａの向ける方向を調節することが可能である。
【００８４】
次に，図７を参照しながら，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａについて説明する。図７は，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａの概略的な構成を示す正面図である。
【００８５】
図７に示すように，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａは，図３に示す第１の実施の形態にかかる先端部２００ａとほぼ同様の構成であり，図７に示す先端部２００ａは転換コイル２０２をさらに３個だけ多く備える点で相違する。以下，上記相違点について詳細に説明する。
【００８６】
図７に示す第１の実施の形態にかかる先端部２００ａは，図３に示す先端部２００ａと同様のくびれ形状の出入口を有し，さらにカテーテル２００の推進力を発生するための推進コイル２０１と，先端部２００ａの方向を転換する転換コイル２０２−１，転換コイル２０２−２，転換コイル２０２−３，および転換コイル２０２−４を備える。
【００８７】
上記推進コイル２０１は，カテーテル２００の円周方向に沿って円形もしくは円筒形にコイルが形成されており，さらに図１に示す処理装置１０４からの電流が供給されるように，カテーテル２００の長軸方向に沿って２本の電線を有する。なお推進コイル２０１の形状は，かかる例に限定されない。
【００８８】
また推進コイル２０１のコイル巻数は，上記推進コイル２０１により発生する推進力がコントローラ１０５により制御可能であり，上記推進力によりカテーテル２００が充分推進する程度である。
【００８９】
図７に示すように，上記転換コイル２０２−１，転換コイル２０２−２，転換コイル２０２−３，および転換コイル２０２−４の各転換コイル２０２は，該各転換コイル２０２の中心軸がカテーテル２００の長軸に対して垂直方向となるように略円形もしくは略円筒形にコイルが形成されている。なお転換コイル２０２の形状は，かかる例に限定されない。
【００９０】
また，転換コイル２０２−１と転換コイル２０２−３とは対向するように配置されており，転換コイル２０２−２と転換コイル２０２−４とは対向するように配置されている。
【００９１】
さらに，上記各転換コイル２０２は，推進コイル２０１と同様に，処理装置１０４からの電流が供給されるように，カテーテル２００の長軸方向に沿って２本の電線を有する。
【００９２】
上記転換コイル２０２−２および転換コイル２０２−４は，図７に示すように，転換コイル２０２−１および転換コイル２０２−３よりもコイル巻数が多い。したがって，各転換コイル２０２に電流ｉを供給した場合，磁場Ｂ_０は転換コイル２０２に因らずほぼ等しいため，転換コイル２０２−２および転換コイル２０２−４に発生する力の方が大きい。
【００９３】
なお，第１の実施の形態にかかる転換コイル２０２−１と転換コイル２０２−２とは両隣に併設されているが，かかる例に限定されず，先端部２００ａの側面上であれば任意な位置に配置する場合であっても実施可能であり，転換コイル２０２−１と転換コイル２０２−２とのコイル巻数が相違するが，かかる例に限定されない。第１の実施の形態にかかる転換コイル２０２−３と転換コイル２０２−４との場合も上記記載と同様である。
【００９４】
また転換コイル２０２−１，転換コイル２０２−２，転換コイル２０２−３，および転換コイル２０２−４の電線は，処理装置１０４に接続され，コントローラ１０５により電流の供給が制御される。なお，第１の実施の形態にかかる転換コイル２０２−１転換コイル２０２−２，転換コイル２０２−３，および転換コイル２０２−４は，カテーテル２００の内壁面上に設置されているが，かかる例に限定されず，例えば，内壁に埋設される場合などでもよい。
【００９５】
図７に示すように，上記電線を介し推進コイル２０１に電流ｉまたは電流ｉ´が供給されると，上記説明の通り電流ｉまたは電流ｉ´と磁場Ｂ_０との関係から推進コイル２０１に，図７に示す矢印の右方向または左方向に推進力が発生する。したがって，カテーテル２００が自走する。
【００９６】
次に，図８に示す第１の実施の形態にかかる先端部２００ａは，図４に示す第１の実施の形態にかかる先端部２００ａとほぼ同様の構成であり，図８に示す先端部２００ａは転換コイル２０２をさらに３個多く備える点で相違する。以下，相違点について詳細に説明する。
【００９７】
図８に示すように，転換コイル２０２−１，転換コイル２０２−２，転換コイル２０２−３，及び転換コイル２０２−４に電線を介し電流ｉまたは電流ｉ´が供給されると，上記説明したように，電流ｉまたは電流ｉ´と磁場Ｂ_０との関係から転換コイル２０２−１，転換コイル２０２−２，転換コイル２０２−３，及び転換コイル２０２−４に転換力として力Ｆが発生することにより，方向Ａまたは方向Ｂに先端部２０２ａの方向が転換する。
【００９８】
転換コイル２０２−１，転換コイル２０２−２，転換コイル２０２−３，及び転換コイル２０２−４に供給される電流ｉまたは電流ｉ´が，図４に示す電流ｉまたは電流ｉ´と同じである場合，図４に示す転換力よりも非常に大きく，したがって先端部２００ａの向く方向も，図４に示す先端部２００ａの方向よりも非常に大きく転換される。なお，上記電流ｉまたは電流ｉ´の大きさをコントローラ１０５により制御することにより，転換力は適当な大きさに調節可能である。
【００９９】
また，コントローラ１０５により，転換コイル２０２−１，転換コイル２０２−２，転換コイル２０２−３，もしくは転換コイル２０２−４のうちいずれか一方もしくは任意の組み合わせに対して，電流ｉまたは電流ｉ´を個別に制御することが可能である。
【０１００】
したがって，例えば，血管の分岐点などにおける血管の屈曲度合いに応じて，発生させる転換力の大きさを制御し，先端部２００ａの向く方向を調節することが可能である。
【０１０１】
次に，図９を参照しながら，第１の実施の形態にかかるカテーテル２００を用いた施術方法について説明する。図９は，第１の実施の形態にかかるカテーテルを用いた施術方法により施術された被施術体の概略的な構成を示す説明図である。
【０１０２】
第１の実施の形態にかかるカテーテル２００を用いた施術方法は，図１に示すＭＲＩ装置１０１に備わるガントリー１０２内に磁場Ｂ_０が発生可能な状態になると，上記ガントリー１０２内に，被施術体１０３が搬送される。
【０１０３】
次に，図９に示すように，被施術体１０３の血管内腔にカテーテル２００の先端部２００ａから刺入し，患部（ターゲット）１０７に向けてカテーテル２００を送入していく。
【０１０４】
なお，以下患部１０７までカテーテル２００を送入誘導するが，送入する際は，ＭＲＩ装置１０１により撮像された，例えば，図９に示す被施術体１０３の全体画像，またはカテーテル２００の先端部２００ａ付近の血管内腔の３次元断層画像などが，処理装置１０４に備わる表示部１０６に表示される。なお，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａ内には，ＭＲＩ装置１０１により上記３次元断層画像として先端部２００ａを撮像することが可能な，例えば，常磁性体部材（図示せず。），またはＲＦコイルなどの送受信コイル（図示せず。）を備えている。
【０１０５】
したがって，Ｘ線による２次元画像よりも立体的にカテーテル２００の位置をモニタリングすることができ，血管などの組織を損傷しないように，的確に先端部２００ａの方向転換や，誘導すべき経路などを選択することが可能となる。また，例えばＸ線透過下で，傾斜磁場コイルから傾斜磁場を発生することでカテーテル２００を自走させる場合でも，上記２次元画像には，Ｘ線透過により傾斜磁場コイルの陰影を完全に消去することが難しく，陰影が邪魔になっていた。ＭＲＩ装置１０１では被爆の恐れがなく，陰影が出現することもない。
【０１０６】
上記先端部２００ａの該当個所が被施術体１０３の血管内腔に送入された場合，コントローラ部１０５により，先端部２００ａに備わる推進コイル２０１に電流を供給開始する。例えば，コントローラ部１０５に備わる“ボタン”の押下などにより電流が推進コイル２０１に送出される。
【０１０７】
したがって，カテーテル２００の送入のための特殊な操作を要せず，余計な操作をせずに，カテーテル２００は，被施術体１０３の血管内を自走することができる。結果的に，血管内腔面などに余分な摩擦の発生を防ぎ，血管などの生体組織の損傷を防げる。
【０１０８】
なお，推進コイル２０１または転換コイル２０２の発熱により血管内側面に凝血など損傷が発生する場合は，ボトル２０４から冷却された生理食塩水を注入させることが可能である。ボトル２０４から注入させるタイミングはコントローラ１０５により制御可能である。
【０１０９】
被施術体１０３の血管内腔にカテーテル２００の自走による送入途中，先端部２００ａが，例えば，血管の分岐点に到達，または細い血管に誘導するなどの場合，表示部１０６に表示される画像に基づきカテーテル２００の現時点の位置などをモニタリングしながら，血管の屈曲形状または血管の形状に応じて，目的とする血管の方向に適合するように，先端部２００ａの方向をコントローラ１０５により転換させる。
【０１１０】
上記先端部２００ａの方向転換時，必要に応じて，コントローラ１０５により先端部２００ａの推進コイル２０１に対する電流供給を制御し，カテーテル２００の走行をコントロールする。場合によっては，推進コイル２０１に対する電流を停止することも可能である。
【０１１１】
したがって，血管に先端部２００ａが直接突き当たるなどによる生体組織の損傷を防ぐことが可能となり，安全に血管内にカテーテル２００を誘導し，患部１０７まで到達することが可能となる。
【０１１２】
患部１０７に先端部２００ａが到達した場合，コントローラ１０５により，薬剤などをボトル２０４からカテーテル２００を介して，先端部２００ａから患部１０７に注入することができる。
【０１１３】
なお，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａに備わる推進コイル２０１は１つである場合を例に挙げて説明したが，かかる例に限定されず，複数の推進コイル２０１が備わる場合であっても実施可能である。
【０１１４】
なお，第１の実施の形態にかかる先端部２００ａに備わる転換コイル２０２は１個，２個，または４個である場合を例に挙げて説明したが，かかる例に限定されず，任意の数の転換コイル２０２が備わる場合であっても実施可能である。したがって，先端部２００ａを多方向に転換することが可能である。
【０１１５】
（第２の実施の形態）
次に，第２の実施の形態にかかるカテーテル自走システムについて説明する。上記説明の通り，図１に示す第１の実施の形態にかかるカテーテル自走システムは，カテーテル２００の先端部２００ａに推進コイル２０１および転換コイル２０２とを備え，ＭＲＩ装置１０１により与えられる磁場Ｂ_０により発生する転換力などを利用していたが，第２の実施の形態にかかるカテーテル自走システムは，先端部２００ａの内腔に流れる血液などの流れの向きを変えることにより先端部２００ａの方向を転換する点で相違する。以下，相違点について説明する。
【０１１６】
次に，図１０を参照しながら，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａについて説明する。図１０は，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａの概略的な構成を示す正面図である。
【０１１７】
第２の実施の形態にかかる先端部２００ａは，図１０に示すように，舵部材２０３と，電磁石２０５とを備えている。上記舵部材２０３は，少なくとも舵部材２０３の横断面において，一端が鋭頭で他端が一端よりも大きい半円弧を有する舵形状をしているが，舵の機能を有すれば，かかる例に限定されない。
【０１１８】
電磁石２０５は，電線（図示せず。）を有し，カテーテル２００を介し処理装置１０４と接続されている。したがって，コントローラ部１０５により電流を制御することで，磁力を発生させることができる。
【０１１９】
上記舵部材２０３は，磁力に反応し，上記電磁石２０５の磁力の発生により図１０に示す矢印の方向Ａまたは方向Ｂに，舵部材２０３の中心軸（“_●”）を中心として回動する。例えば，図１０に示す先端部２００ａの上部に位置する電磁石２０５に電流が供給されると，磁力の発生により，方向Ａに回動する。
【０１２０】
なお，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａに備わる舵部材２０３は，かかる例に限定されず，例えば，舵部材２０３の鋭頭な一端にワイヤを備えた場合であっても，実施可能である。つまり，先端部２００ａの上部と下部の内壁上に滑車を備え，内壁内部にワイヤを誘導する。さらに誘導されたワイヤをコントローラ部１０５に接続させる。コントローラ部１０５は，機械的にワイヤを牽引または押進することにより，舵部材２０３を方向Ａまたは方向Ｂに回動させることができる。
【０１２１】
上記舵部材２０３の回動により，先端部２００ａに流入する，例えば血液などの流れの方向を制御することができる。したがって，先端部２００ａの姿勢などの安定性を向上させるとともに，先端部２００ａの方向を転換することが可能となる。また，図１０に示す電磁石２０５が備わる先端部２００ａの両壁面に，先端部２００ａの短軸方向の上下に先端部２００ａの出入口から流入してくる血液などが流出可能な，例えば，穴（図示せず。），窓（図示せず。），開閉可能なドア（図示せず。）などを備えることが可能である。
【０１２２】
なお，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａに，第１の実施の形態にかかる推進コイル２０１と，転換コイル２０２とをさらに備えることにより，例えば，傾斜磁場を発生する場合，ガントリー１０２両端の縁辺部では，ガントリー１０２の長軸方向の傾斜磁場が極めて強く，方向転換させることが困難なガントリー１０２の短軸方向への方向転換を可能とさせる。
【０１２３】
なお，第２の実施の形態にかかる舵部材２０３の形状は，先端部２００ａに流入する血液などの流れの向きを変更可能であれば，かかる例に限定されず，例えば，フィン形状板または円形状板などの場合であっても実施可能である。
【０１２４】
次に，図１１を参照しながら，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａについて説明する。図１１は，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａの概略的な構成を示す正面図である。
【０１２５】
図１１に示すように，先端部２００ａは，先端部２００ａ内側面上に方向安定部材２０４−１と，方向安定部材２０４−２と，方向安定部材２０４−３と，方向安定部材２０４−４と，方向安定部材２０４−５と，方向安定部材２０４−６とからなる複数のフィン形状の方向安定部材２０４を備える。なお，第２の実施の形態にかかる方向安定部材２０４は，フィン形状である場合に限定されず，例えば，三角形状などであっても実施可能である。
【０１２６】
なお，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａには，１又は２以上の方向安定部材２０４を備えることが可能である。なお，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａには，上記舵部材２０３および方向安定部材２０４とを備える場合でも実施可能である。
【０１２７】
方向安定部材２０４は，先端部２００ａから流入してくる血液などの流れの向きを整え，一定方向にする。方向安定部材２０４の向きを同方向に，複数の方向安定部材２０４を先端部２００ａの内側面にそれぞれ備えることで先端部２００ａを流れる血液などの流向を一定にすることができる。
【０１２８】
したがって，先端部２００ａの方向などの安定性を向上させることが可能となり，先端部２００ａの方向を一定に保持しながら，カテーテル２００を送入することができる。
【０１２９】
なお，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａは，舵部材２０３または方向安定部材２０４を備える場合を例に挙げて説明したが，かかる例に限定されず，例えば，先端部２００ａの長軸方向に沿って，先端部２００ａの内側面に複数の凹部を形成する場合でも実施可能である。
【０１３０】
ここで，図１２を参照しながら，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａに形成された凹部について説明すると，図１２に示すように，直線にＶ溝形状である凹部２０６が形成されている。上記凹部２０６が形成されることにより先端部２００ａの姿勢などの安定性を向上させることができる。
【０１３１】
上記凹部２０６は，先端部２００ａの内側面または外側面に１又は２以上形成することが可能である。なお，第２の実施の形態にかかる凹部２０６は，直線の場合について説明したが，かかる例に限らずジグザグ状または波線状であっても実施可能であり，Ｖ溝形状である場合に限定されず，例えばＵ溝形状であっても実施可能である。
【０１３２】
さらに，上記説明の第２の実施の形態にかかる先端部２００ａに備わる舵部材２０３の鋭頭な一端にワイヤを備えた場合，第２の実施の形態にかかるカテーテル自走システムは，図１３に示すように，図１に示す第１の実施の形態にかかるカテーテル自走システムと，コントローラ部１０５が先端部２００ａに備わる舵部材２０３とワイヤ等を介して連結されている点で相違する。
【０１３３】
以下，上記相違点について説明すると，コントローラ部１０５は“ハンドル”を備え，図１３に示す“ハンドル”を時計回り左方向または右方向の回転により操作する。なお，第２の実施の形態にかかるコントローラ部１０５は，かかる例に限定されず，ジョイスティック，十字キー，または十字レバーなどを備える場合であっても実施可能である。
【０１３４】
したがって，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａに備わる舵部材２０３は，コントローラ部１０５の操作により，牽引または押進されたワイヤに応動し，回動する。
【０１３５】
上記舵部材２０３の回動により，先端部２００ａの方向を転換させることができ，血管に先端部２００ａが直接突き当たるなどの生体組織に対する損傷を防ぐことが可能となる。
【０１３６】
次に，図１および図９を参照しながら，第２の実施の形態にかかるカテーテル２００を用いた施術方法について説明する。なお，図９に示す第１の実施の形態にかかるカテーテル２００を用いた施術方法により被施術体１０３の概略的な構成は，第２の実施の形態にかかる被施術体１０３の構成と，ほぼ同様な構成である。
【０１３７】
第２の実施の形態にかかるカテーテル２００を用いた施術方法は，図１に示すＭＲＩ装置１０１に備わるガントリー１０２に磁場Ｂ_０が発生可能な状態になると，上記ガントリー１０２内に，被施術体１０３が搬送される。
【０１３８】
次に，図９に示すように，被施術体１０３の血管内腔にカテーテル２００の先端部２００ａから刺入し，患部（ターゲット）１０７に向けてカテーテル２００を送入していく。なお，以下患部１０７までカテーテル２００を送入誘導するが，送入する際は，第１の実施の形態にかかるカテーテル２００を用いた施術用法と同様に，ＭＲＩ装置１０１により撮像された，例えば，図９に示す被施術体１０３の全体画像，または先端部２００ａ付近の血管内腔の３次元断層画像などが，処理装置１０４に備わる表示部１０６に表示される。なお，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａ内には，ＭＲＩ装置１０１により上記３次元断層画像として先端部２００ａを撮像することが可能な，例えば，常磁性体部材（図示せず。），またはＲＦコイルなどの送受信コイル（図示せず。）を備えている。
【０１３９】
したがって，カテーテル２００の位置を立体的にモニタリングすることができ，血管などの組織を損傷しないように，的確に先端部２００ａの方向転換や，誘導すべき経路などを選択することが可能となる。
【０１４０】
また，被施術体１０３の血管内腔にカテーテル２００の送入においては，図１１に示す方向安定部材２０４により方向性が安定するため血管内腔に先端部２００ａが突き当たるなどの危険性を軽減することが可能となり，生体組織の損傷を防げる。
【０１４１】
また，先端部２００ａが，例えば，血管の分岐点に到達，または細い血管に誘導するなどの場合，表示部１０６に表示される画像に基づきカテーテル２００の現時点の位置などをモニタリングしながら，血管の屈曲形状または血管の形状に応じて，図１０に示す舵部材２０３をコントローラ部１０５により操作することで，目的とする血管の方向に適合するように，先端部２００ａの方向を転換させることができる。
【０１４２】
したがって，血管に先端部２００ａが直接突き当たるなどによる生体組織の損傷を防ぐことが可能となり，安全に血管内にカテーテル２００を誘導し，患部１０７まで到達することが可能となる。
【０１４３】
患部１０７に先端部２００ａが到達した場合，ボトル２０４に充填された薬液などを，カテーテル２００を介して，先端部２００ａから患部１０７に注入することができる。
【０１４４】
なお，第２の実施の形態にかかる先端部２００ａは，舵部材２０３及び／又は方向安定部材２０４を備える場合を例に挙げて説明したが，かかる例に限定されず，例えば，第１の実施の形態にかかる推進コイル２０１及び／又は転換コイル２０２をさらに備える場合であっても実施可能である。例えば推進コイル２０１と，転換コイル２０２と，舵部材２０３とを備えることにより，推進コイル２０１による推進を利用し，転換コイル２０２または舵部材２０３による方向転換を利用することによりカテーテル２００の短軸方向への推進力を得ることが可能になる。
【０１４５】
第２の実施の形態にかかるＭＲＩ装置１０１は，３次元断層画像を生成する場合を例に挙げて説明したが，かかる例に限定されず，例えば，２次元断層画像を生成する場合，２次元断層画像および３次元断層画像を生成する場合などであっても実施することが可能である。
【０１４６】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例を想定し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１４７】
上記実施形態においては，カテーテルの先端部に，推進コイル，転換コイル，舵部材，方向安定部材，または凹部のうちいずれか一つを備える場合を例にあげて説明したが，本発明はかかる例に限定されず，先端部には，推進コイル，転換コイル，舵部材，方向安定部材，または凹部のうち任意の組合わせを備えることが可能である。
【０１４８】
また，上記実施形態においては，カテーテルの先端部に，推進コイル，転換コイル，舵部材，方向安定部材，または凹部のうちいずれか一つを備える場合を例にあげて説明したが，本発明はかかる例に限定されず，カテーテルの先端部以外にも，１又は２以上の推進コイル，１又は２以上の転換コイル，１又は２以上の舵部材，１又は２以上の方向安定部材，または１又は２以上の凹部のうち任意の組合わせを備えることが可能である。
【０１４９】
また，上記実施形態においては，被施術体に送入する場合を例にあげて説明したが，送入可能な対象であれば，本発明はかかる例に限定されない。例えば，岩穴等に送入する場合であっても実施することができる。
【０１５０】
また，上記実施形態においては，ＭＲＩ装置は，３次元断層画像を生成する場合を例に挙げて説明したが，かかる例に限定されず，例えば，２次元断層画像を生成する場合，２次元断層画像および３次元断層画像を生成する場合などであっても実施することが可能である。
【０１５１】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，ＭＲＩ装置により磁場を発生させることにより，カテーテルは，管路形状に因らず，管路内側面の損傷を防ぎつつ，管路内を流れる血液などの流向を利用し，目的地まで安全に的確に到達することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態にかかるカテーテル自走システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態にかかるガントリー１０２に発生する磁場の概略的な構成を示す説明図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図６】第１の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図７】第１の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図８】第１の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図９】第１の実施の形態にかかるカテーテルを用いた施術方法により施術された被施術体１０３の概略的な構成を示す説明図である。
【図１０】第２の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図１１】第２の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図１２】第２の実施の形態にかかる先端部の概略的な構成を示す説明図である。
【図１３】第２の実施の形態にかかる先端部の舵部材にワイヤを備える場合のカテーテル自走システムの概略的な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１：ＭＲＩ装置
１０２：ガントリー
１０３：被施術体
１０４：処理装置
１０５：コントローラ部
１０６：表示部
２００：カテーテル
２００ａ：先端部
２０４：ボトル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a catheter, and more particularly to a catheter, a catheter self-propelled system, and a treatment method.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to suppress invasion of a living body due to a surgical operation or the like, a blood vessel catheter method for performing treatment such as thrombolysis is known by sending a catheter into a blood vessel of a treatment object.
[0003]
The catheter used in the vascular catheter method is formed of an elastic member at the tip and a member having a certain degree of rigidity other than the tip. In use, the catheter is delivered into the blood vessel from the tip.
[0004]
The operation of feeding the catheter is performed under fluoroscopy, and the catheter is operated while watching the catheter and blood vessel running from the fluoroscopic image, and the catheter is guided to the target blood vessel. is doing. Prior art document information related to the present invention includes the following.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-173545
[Patent Document 2]
JP 2000-000310 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the operation of the catheter under fluoroscopy, both the practitioner and the practitioner must avoid a corresponding amount of exposure, and the X-ray monitoring is also a two-dimensional image, so the position of the delivered catheter is grasped. It was difficult.
[0007]
In addition, since the operation of the catheter requires an experience using the elasticity of the distal end of the catheter or the torque and torsional force applied to the catheter from a hand other than the distal end, for example, to adjust the traveling direction of the distal end. However, there is a problem that the tip does not transmit to the tip, but the tip hits the blood vessel wall which is the surface of the blood vessel lumen, or it cannot be fed into the target blood vessel at the branch of the blood vessel.
[0008]
In other words, in order to advance the catheter to the target blood vessel, technical skill is necessary, and since it can be operated from the hand, a relatively rigid material is used for the catheter. For example, there is a problem that the tissue such as a blood vessel wall is damaged by mistake.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a new and improved catheter, catheter capable of self-propelling a catheter by using an MRI (Magnetic Resonance Imaging) device. It is to provide a self-propelled system and treatment method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, a self-propelled catheter system is provided. This self-propelled catheter system has a magnetic resonance imaging apparatus that generates a magnetic field in the lumen; and at least a distal end portion for insertion, and the distal end portion generates a self-propelled force for self-running based on the magnetic field It is characterized by having at least a catheter provided with a self-propelled force generating unit; and a processing device provided with a control unit for controlling a current supplied to the self-propelled force generating unit.
[0011]
According to the present invention, a magnetic field is generated in the lumen provided in the magnetic resonance imaging apparatus, and based on the magnetic field, the free-running force generating part provided in the distal end portion generates free-running force, and the catheter is free-running. Is possible. The self-propelled force is controlled by adjusting the amount of current supplied from the control unit provided in the processing device to the self-propelled force generating unit. With such a configuration, it is possible to perform delivery without hitting the blood vessel wall regardless of the shape of the route in the blood vessel, and damage to the living tissue can be prevented. The lumen according to the present invention is exemplified by a gantry provided in a magnetic resonance imaging apparatus, for example.
[0012]
The self-propelled force generating unit is generated from one or both of a propulsive force generating unit that generates a propelling force for propelling the catheter and a conversion force generating unit that generates a converting force for changing the traveling direction of the catheter. Composed. With this configuration, the propulsion force or the propulsion direction of the catheter can be controlled by generating the necessary propulsion force or conversion force according to the route to the target location. In addition, the propulsion force generation part and the conversion force generation part concerning this invention can be provided with 1 or 2 or more.
[0013]
The tip portion can be configured to further include one or more rudder members in the tip portion. With this configuration, the direction of the distal end can be changed by adjusting the direction of the flow of blood or the like flowing into the catheter.
[0014]
The tip portion can be configured to further include one or more direction stabilizing members on either one or both of the inner side surface and the outer side surface of the tip portion. With such a configuration, the stability of the direction and posture of the tip can be improved.
[0015]
The direction stabilizing member can be configured to be a groove-shaped concave member. With such a configuration, the stability of the direction and posture of the tip can be improved.
[0016]
The propulsion force generator and the conversion force generator can be configured to be coils. In addition, the propulsion force generation unit of the present invention is exemplified by a propulsion coil, and the conversion force generation unit is exemplified by a conversion coil, for example.
[0017]
The propulsion force generator may be configured to generate a propulsion force in the longitudinal direction of the catheter.
[0018]
The conversion force generator may be configured to generate a conversion force on the side surface of the tip.
[0019]
The magnetic field can be configured to be either one or both of a static magnetic field and a gradient magnetic field.
[0020]
The magnetic resonance imaging apparatus can be configured to generate at least a three-dimensional tomographic image for stereoscopically displaying the position of the catheter having the tip. With this configuration, based on the three-dimensional tomographic image obtained by the magnetic resonance imaging apparatus, the position of the tip of the catheter in the blood vessel is grasped in three dimensions, and the optimal direction for guiding the tip to the destination is guided. It is possible to select an appropriate route. The distal end portion according to the present invention is provided with, for example, a paramagnetic member, a transmission / reception coil, and the like that allow the catheter to be visually observed by imaging with a magnetic resonance imaging apparatus.
[0021]
In order to solve the above problems, according to a second aspect of the present invention, a catheter having at least a distal end portion for insertion is provided. The distal end portion of the catheter is characterized in that a self-running force generating portion that generates a self-running force for allowing the catheter to self-run based on a magnetic field generated in the lumen by a magnetic resonance imaging apparatus is provided in the distal end portion.
[0022]
According to the present invention, when a magnetic field is generated in the lumen of the magnetic resonance imaging apparatus and a current is supplied to the free-running force generation unit provided at the tip, free-running force is generated based on the magnetic field. , The catheter can be self-propelled. With such a configuration, it is possible to perform delivery without hitting the blood vessel wall regardless of the shape of the route in the blood vessel, and damage to the living tissue can be prevented. The lumen according to the present invention is exemplified by a gantry provided in a magnetic resonance imaging apparatus, for example.
[0023]
The self-propelled force generating unit is generated from one or both of a propulsive force generating unit that generates a propelling force for propelling the catheter and a conversion force generating unit that generates a converting force for changing the traveling direction of the catheter. Composed. With this configuration, the propulsion force or the propulsion direction of the catheter can be controlled by generating the necessary propulsion force or conversion force according to the route to the target location. In addition, the propulsion force generation part and the conversion force generation part concerning this invention can be provided with 1 or 2 or more.
[0024]
The tip portion can be configured to further include one or more rudder members in the tip portion. With this configuration, the direction of the distal end can be changed by adjusting the direction of the flow of blood or the like flowing into the catheter.
[0025]
The tip portion can be configured to further include one or more direction stabilizing members on either one or both of the inner side surface and the outer side surface of the tip portion. With such a configuration, the stability of the direction and posture of the tip can be improved.
[0026]
The direction stabilizing member can be configured to be a groove-shaped concave member. With such a configuration, the stability of the direction and posture of the tip can be improved.
[0027]
The propulsion force generator and the conversion force generator can be configured to be coils. In addition, the propulsion force generation unit of the present invention is exemplified by a propulsion coil, and the conversion force generation unit is exemplified by a conversion coil, for example.
[0028]
The propulsion force generator may be configured to generate a propulsion force in the longitudinal direction of the catheter.
[0029]
The conversion force generator may be configured to generate a conversion force on the side surface of the tip.
[0030]
The magnetic field can be configured to be either one or both of a static magnetic field and a gradient magnetic field.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, components having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0035]
First, a self-propelled catheter system according to a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the catheter self-propelled system according to the first embodiment.
[0036]
As shown in FIG. 1, a catheter self-running system according to the first embodiment includes an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus 101, a catheter 200, and a processing apparatus that controls the catheter 200 and the MRI apparatus 101. 104.
[0037]
The MRI apparatus 101 includes a gantry 102, and performs imaging by applying a strong magnetic field (magnetic flux density) of about 1.5 T (tesla) in the gantry 102, for example. By moving the treatment object 103 by sliding the treatment object 103 in the left or right direction shown in FIG. 1 in the gantry 102 in which the magnetic field is generated, information from the nuclei constituting the living tissue of the treatment object 103 is acquired and at least 3 Generate a dimensional tomographic image. The Tesla (T) is a Newton / ampere-meter when expressed in the SI unit system. The MRI apparatus 101 according to the first embodiment has been described with reference to an example of generating a three-dimensional tomographic image. However, the present invention is not limited to such an example. For example, when generating a two-dimensional tomographic image, The present invention can be implemented even when a two-dimensional tomographic image and a three-dimensional tomographic image are generated.
[0038]
Therefore, for example, the position of the catheter 200 delivered into the blood vessel can be monitored and grasped in a three-dimensional manner by using a three-dimensional tomographic image generated by the MRI apparatus 101.
[0039]
The catheter 200 includes, for example, a distal end portion 200a that is inserted into a blood vessel lumen or the like of the treatment object 103, and a bottle 204 is connected to an end portion on the proximal side of the catheter 200 via a conduit. The distal end portion 200a is made of an elastic member, and the other catheter 200 is made of a member having a predetermined rigidity. The tip 200a will be described in detail later.
[0040]
The bottle 204 can be filled with, for example, cooled physiological saline, a medicine, or a chemical solution, and the physiological saline and the like are supplied from the distal end portion 200a through a conduit that is a lumen of the catheter 200. , For example, can be injected into the affected area. The bottle 204 is provided with a control valve (not shown) and the like, and the injection amount of the physiological saline and the like can be controlled by the processing device 104.
[0041]
The processing device 104 includes at least a CPU (central processing unit), a communication unit, and a storage unit, and is generally a computer. The communication unit may be a modem, a TA (terminal adapter), a DSU (Digital Service), or the like for communication using, for example, ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), ISDN (Integrated Services Digital Network), or the like.
[0042]
Examples of the storage unit include a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and an HDD (Hard Disk Drive).
[0043]
The processing device 104 further includes a display unit 106 and a controller unit 105. The display unit 106 is exemplified by a CRT display, a liquid crystal display, and the like. For example, the blood vessel lumen of the treatment object 103 imaged by the MRI apparatus 101 is used. Display a tomographic image. The display unit 106 according to the first embodiment has been described by taking a desktop type as an example. However, the display unit 106 is not limited to this example, and can be implemented even in the case of a goggle type display, for example. is there.
[0044]
The controller unit 105 includes one or more “buttons” and a “joystick”. The self-running of the catheter 200 can be controlled using the “button” and the “joystick”. Further, the controller 105 controls the injection of the chemical solution from the bottle 204 by adjusting a control valve (not shown) provided in the bottle 204, for example. The controller unit 105 according to the first embodiment has been described as an example in which the controller unit 105 includes one joystick and a plurality of “buttons”. However, the controller unit 105 is not limited to this example. For example, a plurality of “joysticks” , “Track Ball”, “Cross Key”, “Cross Lever”, etc. In addition, although the catheter 200 can be self-propelled by the distal end portion 200a, details will be described later.
[0045]
Next, the magnetic field generated in the gantry 102 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a magnetic field generated in the gantry 102 according to the first embodiment.
[0046]
As shown in FIG. 2A, the gantry 102 according to the first embodiment is a hollow cylindrical coil having a main magnetic field as a static magnetic field in the horizontal direction. Therefore, the broken line shown in FIG. 2A is a magnetic field line, but in the inner cavity of the center of the gantry 102, the magnetic field line and the magnetic field B, which is the main magnetic field. ₀ Are parallel. It should be noted that the present invention is not limited to this example. ₀ May be in the vertical direction.
[0047]
Further, at the edges of both ends of the gantry 102 where the magnetic lines of force enter and exit the gantry 102, the magnetic field B ₀ Are not uniform and the direction of the magnetic field is not horizontal to the long axis direction of the gantry 102.
[0048]
Furthermore, the MRI apparatus 101 according to the first embodiment includes a magnetic field B generated in the gantry 102. ₀ The present invention is not limited to this, and an x-axis coil, a y-axis coil, a z-axis coil, and three types of gradient magnetic field coils (not shown) can be provided to generate a gradient magnetic field. Magnetic field B ₀ Indicates one or both of the static magnetic field and the gradient magnetic field.
[0049]
The gradient magnetic field exists when the direction of the magnetic field is different at two points in space. It is mainly used for imaging purposes and occurs when a current is supplied to the gradient coil, and the magnetic field B ₀ Create an additional small magnetic field that distorts
[0050]
Next, as shown in FIG. ₀ And current i and force F, magnetic field B ₀ , The direction of the current i, and the direction of the force F are orthogonal to each other, the relationship established between the above three is the relationship described below.
[0051]
F = ilB ₀ ... (Formula 1)
As shown in the above equation 1, the force F is defined as the current i, the length l of a conductor such as a metal wire, the magnetic field B ₀ Is proportional to The force F is, for example, a propulsive force for self-propelling the catheter 200, and details will be described later.
[0052]
Next, the tip portion 200a according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a front view showing a schematic configuration of the distal end portion 200a according to the first embodiment.
[0053]
As shown in FIG. 3, the distal end portion 200 a according to the first embodiment has a constricted shape inlet / outlet through which physiological saline or the like is injected or blood from the treatment target 103 flows from the outside. A propulsion coil 201 for generating the propulsive force and a conversion coil 202 for changing the direction of the tip 200a.
[0054]
The propulsion coil 201 is formed in a circular or cylindrical shape along the circumferential direction of the catheter 200, and the long axis of the catheter 200 is supplied so that the current from the processing device 104 shown in FIG. 1 is supplied. It has two electric wires along the direction. The shape of the propulsion coil 201 is not limited to this example.
[0055]
The electric wire is connected to the processing device 104, and the current supply is controlled by the controller 105. The propulsion coil 201 according to the first embodiment is installed on the inner wall surface of the catheter 200, but is not limited to this example, and may be embedded in the inner wall, for example.
[0056]
The number of turns of the propulsion coil 201 is such that the propulsive force generated by the propulsion coil 201 can be controlled by the controller 105 and the catheter 200 is sufficiently propelled by the propulsive force.
[0057]
As shown in FIG. 3, the conversion coil 202 is formed in a circular or cylindrical shape so that the central axis of the conversion coil 202 is perpendicular to the long axis of the catheter 200. In the same manner as the above, two electric wires are provided along the long axis direction of the catheter 200 so that the current from the processing device 104 is supplied. The shape of the conversion coil 202 is not limited to such an example.
[0058]
Similarly to the propulsion coil 201, the electric wire of the conversion coil 202 is connected to the processing device 104, and current supply is controlled by the controller 105. In addition, although the conversion coil 202 concerning 1st Embodiment is installed on the inner wall surface of the catheter 200, it is not limited to this example, For example, the case where it is embed | buried under an inner wall etc. may be sufficient.
[0059]
The number of turns of the conversion coil 202 is such that the conversion force generated by the conversion coil 202 for changing the direction can be controlled by the controller 105 and the direction of the tip 200a can be sufficiently changed by the conversion force.
[0060]
As shown in FIG. 3, when the current i or current i ′ is supplied to the propulsion coil 201 via the wire, the current i or current i ′ and the magnetic field B as described above. ₀ Therefore, a force F is generated as a propulsive force in the propulsion coil 201.
[0061]
The propulsive force in the long axis direction of the gantry 102 is a magnetic field B near the center of the gantry 102. ₀ However, the central portion of the gantry 102 is generated by generating an arbitrary gradient magnetic field of, for example, about 20 to 60 mT / m from a gradient magnetic field coil for imaging in the z-axis direction, for example. Even in the vicinity, a propulsive force in the long axis direction of the gantry 102 can be generated.
[0062]
Therefore, for example, the catheter 200 self-runs in the constricted entrance / exit direction in the major axis direction of the distal end portion 200a, that is, in the right direction of the arrow shown in FIG.
[0063]
By controlling which of the current i and current i ′ is supplied by the controller 105, the direction of the propulsive force generated in the right direction or the left direction of the arrow shown in FIG. 3 can be controlled. Furthermore, by controlling the intensity of the current i or the current i ′, the speed at which the catheter 200 self-runs can be adjusted.
[0064]
Since the catheter 200 includes the propulsion coil 201 at the distal end portion 200a, the catheter 200 can be self-propelled using the propulsive force generated from the magnetic field B0 and the current i or the current i ′. Therefore, for example, the self-propelled movement of the catheter 200 can be performed more easily than the case where the distal end portion 200a which can be expanded and contracted is expanded and contracted repeatedly.
[0065]
Next, as shown in FIG. 4, when the current i or the current i ′ is supplied to the conversion coil 202 through the wire, as described above, the current i or the current i ′ and the magnetic field B ₀ As a force F is generated as a conversion force in the conversion coil 202, the direction of the tip portion 202a is changed to the direction A or the direction B shown in FIG. Note that the position of the conversion coil 202 shown in FIG. 4 is not limited and can be arranged, so that the tip 200a can be freely changed in directions other than the directions A and B of the arrows shown in FIG. It is possible.
[0066]
Conventionally, when changing the direction of the distal end portion 200a where no conversion force is generated, the distal end portion 200a is an elastic member, and for example, a special operation requiring skill such as applying torque from the hand to the catheter 200 is required.
[0067]
Further, by controlling the intensity of the current i or the current i ′ by the controller 105, the magnitude of the conversion force can be controlled and the angle in the direction in which the distal end portion 200a of the catheter 200 faces can be adjusted.
[0068]
Therefore, for example, even in a region where the blood vessel is significantly bent at a branch point of the blood vessel, the tip portion 200a can be directed in the bending direction, and the affected part is not damaged to the living tissue such as the blood vessel wall. Can reach the destination.
[0069]
Next, the tip portion 200a according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a front view showing a schematic configuration of the distal end portion 200a according to the first embodiment.
[0070]
As shown in FIG. 5, the tip 200a according to the first embodiment has substantially the same configuration as the tip 200a according to the first embodiment shown in FIG. 3, and the tip 200a shown in FIG. Differ in that one more conversion coil 202 is provided. Hereinafter, the differences will be described in detail.
[0071]
A distal end portion 200a according to the first embodiment shown in FIG. 5 has a constricted entrance and exit similar to the distal end portion 200a shown in FIG. 3, and further includes a propulsion coil 201 for generating a propulsive force of the catheter 200. , A conversion coil 202-1 and a conversion coil 202-2 for changing the direction of the tip 200a.
[0072]
The propulsion coil 201 is formed in a circular or cylindrical shape along the circumferential direction of the catheter 200, and the long axis of the catheter 200 is supplied so that the current from the processing device 104 shown in FIG. 1 is supplied. It has two electric wires along the direction. The shape of the propulsion coil 201 is not limited to this example.
[0073]
The number of turns of the propulsion coil 201 is such that the propulsive force generated by the propulsion coil 201 can be controlled by the controller 105, and the catheter 200 is sufficiently propelled by the propulsive force.
[0074]
As shown in FIG. 5, the conversion coils 202-1 and 202-2 are both circular or cylindrical so that the central axis of the coils is perpendicular to the long axis of the catheter 200. Further, similarly to the propulsion coil 201, two coils are provided along the long axis direction of the catheter 200 so that the current from the processing device 104 is supplied. The shape of the conversion coil 202 is not limited to such an example.
[0075]
As shown in FIG. 5, the conversion coil 202-2 has more coil turns than the conversion coil 202-1. Therefore, when the current i is supplied to each conversion coil 202, the magnetic field B ₀ Are almost equal regardless of the conversion coil 202, and therefore the force generated in the conversion coil 202-2 is larger.
[0076]
The conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 according to the first embodiment are provided adjacent to both sides, but the present invention is not limited to this example, and any position is possible as long as it is on the side surface of the tip portion 200a. Even if it is a case where it arrange | positions, although it can implement, the number of coil turns of the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 is different, It is not limited to this example.
[0077]
Moreover, the electric wires of the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 are connected to the processing device 104, and the current supply is controlled by the controller 105. In addition, although the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 concerning 1st Embodiment are installed on the inner wall face of the catheter 200, it is not limited to this example, For example, it is embed | buried under an inner wall. It may be the case.
[0078]
As shown in FIG. 5, when the current i or the current i ′ is supplied to the propulsion coil 201 through the electric wire, the current i or the current i ′ and the magnetic field B as described above. ₀ Therefore, a propulsive force is generated in the propulsion coil 201 in the right or left direction of the arrow shown in FIG. Therefore, the catheter 200 is self-propelled.
[0079]
Note that the positions of the conversion coil 202-1 and conversion coil 202-2 shown in FIG. 5 are not limited and can be arranged, so that they can be arranged in directions other than the arrow direction A and the direction B shown in FIG. The tip portion 200a can be converted into many directions.
[0080]
Next, the tip portion 200a according to the first embodiment shown in FIG. 6 has substantially the same configuration as the tip portion 200a according to the first embodiment shown in FIG. 4, and the tip portion 200a shown in FIG. Differ in that one more conversion coil 202 is provided. Hereinafter, the differences will be described in detail.
[0081]
As shown in FIG. 6, when the current i or the current i ′ is supplied to the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 via the electric wire, as described above, the current i or the current i ′ and the magnetic field B ₀ As a force F is generated as a conversion force in the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2, the direction of the tip 202a is changed in the direction A or the direction B of the arrow.
[0082]
When the current i or the current i ′ in the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 is the same as the current i or the current i ′ shown in FIG. 4, it is larger than the conversion force shown in FIG. The direction that is facing will be greatly changed.
[0083]
The controller 105 can control the current i (or the current i ′) to be supplied to only one of the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2. Depending on the degree of bending, it is possible to control the magnitude of the conversion force to be generated and adjust the direction in which the tip 200a is directed.
[0084]
Next, the tip part 200a according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a front view showing a schematic configuration of the distal end portion 200a according to the first embodiment.
[0085]
As shown in FIG. 7, the tip 200a according to the first embodiment has substantially the same configuration as the tip 200a according to the first embodiment shown in FIG. 3, and the tip 200a shown in FIG. Differ in that only three more conversion coils 202 are provided. Hereinafter, the difference will be described in detail.
[0086]
The distal end portion 200a according to the first embodiment shown in FIG. 7 has a constricted entrance and exit similar to the distal end portion 200a shown in FIG. 3, and further includes a propulsion coil 201 for generating the propulsive force of the catheter 200. , A conversion coil 202-1, a conversion coil 202-2, a conversion coil 202-3, and a conversion coil 202-4 that change the direction of the tip 200a.
[0087]
The propulsion coil 201 is formed in a circular or cylindrical shape along the circumferential direction of the catheter 200, and the long axis of the catheter 200 is supplied so that the current from the processing device 104 shown in FIG. 1 is supplied. It has two electric wires along the direction. The shape of the propulsion coil 201 is not limited to this example.
[0088]
The number of turns of the propulsion coil 201 is such that the propulsive force generated by the propulsion coil 201 can be controlled by the controller 105, and the catheter 200 is sufficiently propelled by the propulsive force.
[0089]
As shown in FIG. 7, each of the conversion coils 202-1, 202-2, 202-3, and 202-4 has a central axis of each of the conversion coils 202. The coil is formed in a substantially circular or substantially cylindrical shape so as to be perpendicular to the major axis. The shape of the conversion coil 202 is not limited to such an example.
[0090]
Moreover, the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-3 are arrange | positioned so that it may oppose, and the conversion coil 202-2 and the conversion coil 202-4 are arrange | positioned so that it may oppose.
[0091]
Further, each of the conversion coils 202 has two electric wires along the long axis direction of the catheter 200 so that the current from the processing device 104 is supplied in the same manner as the propulsion coil 201.
[0092]
As shown in FIG. 7, the conversion coil 202-2 and the conversion coil 202-4 have more coil turns than the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-3. Therefore, when the current i is supplied to each conversion coil 202, the magnetic field B ₀ Since they are substantially equal regardless of the conversion coil 202, the force generated in the conversion coil 202-2 and the conversion coil 202-4 is larger.
[0093]
The conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 according to the first embodiment are provided adjacent to both sides, but the present invention is not limited to this example, and any position is possible as long as it is on the side surface of the tip portion 200a. Even if it is a case where it arrange | positions, although it can implement, the number of coil turns of the conversion coil 202-1 and the conversion coil 202-2 is different, It is not limited to this example. The case of the conversion coil 202-3 and the conversion coil 202-4 according to the first embodiment is the same as described above.
[0094]
Further, the wires of the conversion coil 202-1, the conversion coil 202-2, the conversion coil 202-3, and the conversion coil 202-4 are connected to the processing device 104, and the controller 105 controls the supply of current. In addition, although the conversion coil 202-1 conversion coil 202-2, the conversion coil 202-3, and the conversion coil 202-4 concerning 1st Embodiment are installed on the inner wall face of the catheter 200, this example For example, it may be embedded in the inner wall.
[0095]
As shown in FIG. 7, when the current i or the current i ′ is supplied to the propulsion coil 201 through the electric wire, the current i or the current i ′ and the magnetic field B as described above. ₀ Therefore, a propulsive force is generated in the propulsion coil 201 in the right or left direction of the arrow shown in FIG. Therefore, the catheter 200 is self-propelled.
[0096]
Next, the tip portion 200a according to the first embodiment shown in FIG. 8 has substantially the same configuration as the tip portion 200a according to the first embodiment shown in FIG. 4, and the tip portion 200a shown in FIG. Is different in that it includes three more conversion coils 202. Hereinafter, the differences will be described in detail.
[0097]
As shown in FIG. 8, when the current i or the current i ′ is supplied to the conversion coil 202-1, the conversion coil 202-2, the conversion coil 202-3, and the conversion coil 202-4 via the electric wires, the above description is given. Thus, current i or current i ′ and magnetic field B ₀ As a force F is generated as a conversion force in the conversion coil 202-1, the conversion coil 202-2, the conversion coil 202-3, and the conversion coil 202-4, the tip 202a is moved in the direction A or the direction B. The direction changes.
[0098]
The current i or current i ′ supplied to the conversion coil 202-1, the conversion coil 202-2, the conversion coil 202-3, and the conversion coil 202-4 is the same as the current i or current i ′ shown in FIG. In this case, it is much larger than the conversion force shown in FIG. 4, so that the direction in which the tip portion 200a faces is also changed much more greatly than the direction of the tip portion 200a shown in FIG. Note that the conversion force can be adjusted to an appropriate magnitude by controlling the magnitude of the current i or the current i ′ by the controller 105.
[0099]
Further, the controller 105 supplies the current i or the current i ′ to any one or any combination of the conversion coil 202-1, the conversion coil 202-2, the conversion coil 202-3, and the conversion coil 202-4. It can be controlled individually.
[0100]
Therefore, for example, the magnitude of the conversion force to be generated can be controlled in accordance with the degree of bending of the blood vessel at the branching point of the blood vessel, and the direction in which the distal end portion 200a faces can be adjusted.
[0101]
Next, a treatment method using the catheter 200 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a treatment target that has been treated by the treatment method using the catheter according to the first embodiment.
[0102]
The treatment method using the catheter 200 according to the first embodiment is based on the magnetic field B in the gantry 102 provided in the MRI apparatus 101 shown in FIG. ₀ When it becomes possible to generate the treatment object 103, the treatment object 103 is conveyed into the gantry 102.
[0103]
Next, as shown in FIG. 9, the distal end portion 200 a of the catheter 200 is inserted into the blood vessel lumen of the treatment object 103, and the catheter 200 is delivered toward the affected area (target) 107.
[0104]
In the following, the catheter 200 is guided to the affected area 107. When the catheter 200 is delivered, for example, an entire image of the treatment object 103 shown in FIG. 9 taken by the MRI apparatus 101 or the distal end portion 200a of the catheter 200 is taken. A three-dimensional tomographic image of a nearby blood vessel lumen is displayed on the display unit 106 provided in the processing device 104. In addition, in the front-end | tip part 200a concerning 1st Embodiment, the front-end | tip part 200a can be imaged as said 3D tomographic image by the MRI apparatus 101, for example, a paramagnetic material member (not shown). Or a transmission / reception coil (not shown) such as an RF coil.
[0105]
Therefore, the position of the catheter 200 can be monitored more stereoscopically than a two-dimensional image using X-rays, and the direction of the distal end portion 200a can be accurately changed and the route to be guided can be guided so as not to damage a tissue such as a blood vessel. It becomes possible to select. Further, for example, even when the catheter 200 is self-running by generating a gradient magnetic field from the gradient magnetic field coil under X-ray transmission, the shadow of the gradient magnetic field coil is completely erased by the X-ray transmission in the two-dimensional image. It was difficult and the shadow was in the way. In the MRI apparatus 101, there is no risk of exposure and no shadow appears.
[0106]
When the relevant portion of the distal end portion 200a is sent into the blood vessel lumen of the treatment object 103, the controller 105 starts to supply current to the propulsion coil 201 provided in the distal end portion 200a. For example, a current is sent to the propulsion coil 201 by pressing a “button” provided in the controller unit 105.
[0107]
Therefore, the catheter 200 can be self-propelled in the blood vessel of the treatment object 103 without requiring a special operation for feeding the catheter 200 and without performing an extra operation. As a result, it is possible to prevent the occurrence of excessive friction on the luminal surface of the blood vessel and to prevent damage to living tissue such as blood vessels.
[0108]
In addition, when damage such as blood clots occurs on the inner surface of the blood vessel due to heat generated by the propulsion coil 201 or the conversion coil 202, it is possible to inject a cooled physiological saline from the bottle 204. The timing of injecting from the bottle 204 can be controlled by the controller 105.
[0109]
When the distal end portion 200a reaches, for example, a branch point of the blood vessel or leads to a thin blood vessel during the delivery of the catheter 200 into the blood vessel lumen of the treatment object 103 by self-propelling, it is displayed on the display unit 106. While monitoring the current position of the catheter 200 based on the image, the controller 105 changes the direction of the distal end portion 200a so as to match the direction of the target blood vessel according to the bent shape of the blood vessel or the shape of the blood vessel. .
[0110]
When changing the direction of the distal end portion 200a, the controller 105 controls the current supply to the propulsion coil 201 of the distal end portion 200a as necessary to control the travel of the catheter 200. In some cases, the current to the propulsion coil 201 can be stopped.
[0111]
Accordingly, it is possible to prevent damage to living tissue due to the tip portion 200a directly hitting the blood vessel, and it is possible to safely guide the catheter 200 into the blood vessel and reach the affected area 107.
[0112]
When the distal end 200a reaches the affected area 107, the controller 105 can inject a drug or the like from the bottle 204 through the catheter 200 into the affected area 107.
[0113]
In addition, although the case where the number of propulsion coils 201 provided in the tip portion 200a according to the first embodiment is one has been described as an example, the present invention is not limited to such an example, and a case where a plurality of propulsion coils 201 are provided. However, it can be implemented.
[0114]
In addition, although the case where the number of the conversion coils 202 included in the tip portion 200a according to the first embodiment is one, two, or four has been described as an example, the present invention is not limited to such an example, and an arbitrary number Even if the conversion coil 202 is provided, the present invention can be implemented. Therefore, the tip portion 200a can be changed in multiple directions.
[0115]
(Second Embodiment)
Next, a self-propelled catheter system according to a second embodiment will be described. As described above, the self-propelled catheter system according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes the propulsion coil 201 and the conversion coil 202 at the distal end portion 200a of the catheter 200, and the magnetic field B applied by the MRI apparatus 101. ₀ However, the self-propelled catheter system according to the second embodiment changes the direction of the tip 200a by changing the direction of the flow of blood or the like flowing in the lumen of the tip 200a. Is different in that Hereinafter, the differences will be described.
[0116]
Next, a tip portion 200a according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a front view showing a schematic configuration of the tip 200a according to the second embodiment.
[0117]
The tip 200a according to the second embodiment includes a rudder member 203 and an electromagnet 205 as shown in FIG. The rudder member 203 has a rudder shape having a semicircular arc with one sharp end and the other end larger than the one end, at least in the cross section of the rudder member 203. It is not limited.
[0118]
The electromagnet 205 has an electric wire (not shown) and is connected to the processing apparatus 104 via the catheter 200. Therefore, magnetic force can be generated by controlling the current by the controller unit 105.
[0119]
The rudder member 203 reacts to the magnetic force, and the central axis of the rudder member 203 ("" in the direction A or B of the arrow shown in FIG. _● ”) As a center. For example, when an electric current is supplied to the electromagnet 205 located at the upper portion of the tip end portion 200a shown in FIG.
[0120]
Note that the rudder member 203 provided in the distal end portion 200a according to the second embodiment is not limited to this example, and can be implemented even when, for example, a wire is provided at a sharp end of the rudder member 203. It is. That is, a pulley is provided on the upper and lower inner walls of the tip 200a, and the wire is guided inside the inner wall. Further, the guided wire is connected to the controller unit 105. The controller unit 105 can turn the rudder member 203 in the direction A or the direction B by mechanically pulling or pushing the wire.
[0121]
By turning the rudder member 203, the direction of the flow of blood, for example, flowing into the distal end portion 200a can be controlled. Therefore, it is possible to improve the stability of the tip portion 200a such as the posture and to change the direction of the tip portion 200a. Further, blood or the like flowing in from the inlet / outlet of the tip 200a can flow out on both wall surfaces of the tip 200a provided with the electromagnet 205 shown in FIG. (Not shown), a window (not shown), an openable / closable door (not shown), and the like.
[0122]
In addition, when the tip part 200a according to the second embodiment is further provided with the propulsion coil 201 according to the first embodiment and the conversion coil 202, for example, when a gradient magnetic field is generated, both ends of the gantry 102 are provided. At the edge of the gantry 102, the gradient magnetic field in the major axis direction of the gantry 102 is extremely strong, and it is possible to change the direction of the gantry 102 in the minor axis direction, which is difficult to change in direction.
[0123]
Note that the shape of the rudder member 203 according to the second embodiment is not limited to this example as long as the direction of the flow of blood or the like flowing into the distal end portion 200a can be changed. For example, a fin-shaped plate or a circle Even if it is a shape board etc., it can implement.
[0124]
Next, a tip portion 200a according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a front view showing a schematic configuration of a tip portion 200a according to the second embodiment.
[0125]
As shown in FIG. 11, the tip end portion 200a includes a direction stabilizing member 204-1, a direction stabilizing member 204-2, a direction stabilizing member 204-3, and a direction stabilizing member 204-4 on the inner surface of the tip end portion 200a. , A plurality of fin-shaped direction stabilizing members 204 including a direction stabilizing member 204-5 and a direction stabilizing member 204-6. Note that the direction stabilizing member 204 according to the second embodiment is not limited to the fin shape, and may be implemented, for example, in a triangular shape.
[0126]
It should be noted that the tip portion 200a according to the second embodiment can be provided with one or more direction stabilizing members 204. In addition, even when the front-end | tip part 200a concerning 2nd Embodiment is provided with the said rudder member 203 and the direction stabilization member 204, it can implement.
[0127]
The direction stabilizing member 204 arranges the direction of the flow of blood or the like flowing in from the tip end portion 200a and makes it a constant direction. By providing the direction stabilizing member 204 in the same direction and the plurality of direction stabilizing members 204 on the inner surface of the tip end portion 200a, the flow direction of blood flowing through the tip end portion 200a can be made constant.
[0128]
Therefore, it becomes possible to improve stability, such as the direction of the front-end | tip part 200a, and can deliver the catheter 200, hold | maintaining the direction of the front-end | tip part 200a constant.
[0129]
In addition, although the front-end | tip part 200a concerning 2nd Embodiment mentioned and demonstrated as an example the case provided with the rudder member 203 or the direction stabilization member 204, it is not limited to this example, For example, the long axis of the front-end | tip part 200a Even when a plurality of concave portions are formed on the inner surface of the tip end portion 200a along the direction, the present invention can be implemented.
[0130]
Here, referring to FIG. 12, a description will be given of the recess formed in the tip portion 200a according to the second embodiment. As shown in FIG. 12, a recess 206 having a V-groove shape is formed in a straight line. Yes. By forming the concave portion 206, stability such as the posture of the distal end portion 200a can be improved.
[0131]
One or more of the concave portions 206 can be formed on the inner side surface or the outer side surface of the tip end portion 200a. Although the concave portion 206 according to the second embodiment has been described as being a straight line, the present invention is not limited to this example, and can be implemented in a zigzag shape or a wavy shape, and is limited to a V-groove shape. For example, even a U-groove shape can be implemented.
[0132]
Furthermore, when a wire is provided at the sharp end of the rudder member 203 provided in the distal end portion 200a according to the second embodiment described above, the self-propelled catheter system according to the second embodiment is shown in FIG. As shown, the self-propelled catheter system according to the first embodiment shown in FIG. 1 is different from the catheter self-propelled system in that the controller unit 105 is connected to the rudder member 203 provided in the distal end portion 200a via a wire or the like.
[0133]
Hereinafter, the difference will be described. The controller unit 105 includes a “handle”, and operates the “handle” shown in FIG. 13 by rotating clockwise or counterclockwise. The controller unit 105 according to the second embodiment is not limited to this example, and can be implemented even when a joystick, a cross key, or a cross lever is provided.
[0134]
Therefore, the rudder member 203 provided in the tip end portion 200a according to the second embodiment rotates in response to the pulled or pushed wire by the operation of the controller unit 105.
[0135]
By turning the rudder member 203, the direction of the distal end portion 200a can be changed, and damage to the living tissue such as the distal end portion 200a directly contacting the blood vessel can be prevented.
[0136]
Next, a treatment method using the catheter 200 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 9. The schematic configuration of the treatment object 103 by the treatment method using the catheter 200 according to the first embodiment shown in FIG. 9 is substantially the same as the configuration of the treatment object 103 according to the second embodiment. The configuration is similar.
[0137]
In the treatment method using the catheter 200 according to the second embodiment, a magnetic field B is applied to the gantry 102 provided in the MRI apparatus 101 shown in FIG. ₀ When it becomes possible to generate the treatment object 103, the treatment object 103 is conveyed into the gantry 102.
[0138]
Next, as shown in FIG. 9, the distal end portion 200 a of the catheter 200 is inserted into the blood vessel lumen of the treatment object 103, and the catheter 200 is delivered toward the affected area (target) 107. In the following, the catheter 200 is guided to the affected area 107. When the catheter 200 is delivered, the MRI apparatus 101 is used for imaging, for example, in the same manner as the surgical method using the catheter 200 according to the first embodiment. An entire image of the treatment object 103 shown in FIG. 9 or a three-dimensional tomographic image of the blood vessel lumen in the vicinity of the distal end portion 200 a is displayed on the display unit 106 provided in the processing apparatus 104. Note that, in the distal end portion 200a according to the second embodiment, the distal end portion 200a can be imaged as the three-dimensional tomographic image by the MRI apparatus 101, for example, a paramagnetic member (not shown). Or a transmission / reception coil (not shown) such as an RF coil.
[0139]
Therefore, the position of the catheter 200 can be monitored three-dimensionally, and the direction change of the distal end portion 200a and the route to be guided can be accurately selected so as not to damage the tissue such as a blood vessel.
[0140]
Further, when the catheter 200 is delivered into the blood vessel lumen of the body 103 to be treated, the direction stability is stabilized by the direction stabilizing member 204 shown in FIG. 11, so that the risk of the tip 200a hitting the blood vessel lumen is reduced. This prevents damage to living tissue.
[0141]
Further, when the distal end portion 200a reaches, for example, a branch point of the blood vessel or leads to a thin blood vessel, the current position of the catheter 200 is monitored based on the image displayed on the display unit 106, and the blood vessel By operating the rudder member 203 shown in FIG. 10 by the controller unit 105 according to the bent shape or the shape of the blood vessel, the direction of the distal end portion 200a can be changed so as to match the direction of the target blood vessel. .
[0142]
Accordingly, it is possible to prevent damage to living tissue due to the tip portion 200a directly hitting the blood vessel, and it is possible to safely guide the catheter 200 into the blood vessel and reach the affected area 107.
[0143]
When the distal end 200 a reaches the affected area 107, a chemical solution filled in the bottle 204 can be injected from the distal end 200 a into the affected area 107 through the catheter 200.
[0144]
In addition, although the front-end | tip part 200a concerning 2nd Embodiment demonstrated and demonstrated as an example the case provided with the rudder member 203 and / or the direction stabilization member 204, it is not limited to this example, For example, 1st implementation Even when the propulsion coil 201 and / or the conversion coil 202 according to the embodiment are further provided, the present invention can be implemented. For example, by providing the propulsion coil 201, the conversion coil 202, and the rudder member 203, the propulsion by the propulsion coil 201 can be used, and the direction change by the conversion coil 202 or the rudder member 203 can be used, thereby using the short axis direction of the catheter 200. It will be possible to gain the driving force.
[0145]
The MRI apparatus 101 according to the second embodiment has been described by taking the case of generating a three-dimensional tomographic image as an example, but is not limited to such an example. For example, when generating a two-dimensional tomographic image, two-dimensional The present invention can be implemented even when generating a tomographic image and a three-dimensional tomographic image.
[0146]
As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this example. It is obvious for a person skilled in the art that various changes or modifications can be envisaged within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
[0147]
In the above-described embodiment, the case where any one of the propulsion coil, the conversion coil, the rudder member, the direction stabilizing member, or the concave portion is provided at the distal end portion of the catheter has been described as an example. However, the tip portion can be provided with any combination of a propulsion coil, a conversion coil, a rudder member, a direction stabilizing member, or a recess.
[0148]
In the above embodiment, the case where the distal end portion of the catheter is provided with any one of a propulsion coil, a conversion coil, a rudder member, a direction stabilizing member, or a recess has been described as an example. It is not limited to such an example, In addition to the distal end portion of the catheter, one or more propulsion coils, one or two or more conversion coils, one or two or more rudder members, one or two or more direction stabilizing members, or 1 Alternatively, any combination of two or more recesses can be provided.
[0149]
Moreover, in the said embodiment, although demonstrated taking the case of delivering to a to-be-treated body as an example, if this is an object which can be sent, this invention is not limited to this example. For example, it can be carried out even when sent to a rock hole or the like.
[0150]
In the above-described embodiment, the MRI apparatus has been described by taking a case of generating a three-dimensional tomographic image as an example. However, the present invention is not limited to this example. For example, when generating a two-dimensional tomographic image, a two-dimensional tomographic image is generated. The present invention can be implemented even when an image and a three-dimensional tomographic image are generated.
[0151]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the magnetic field is generated by the MRI apparatus, so that the catheter can prevent blood from flowing in the conduit while preventing damage to the inner surface of the conduit regardless of the shape of the conduit. It is possible to reach the destination safely and accurately using the current direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a catheter self-propelled system according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a magnetic field generated in the gantry 102 according to the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to the first embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a body 103 to be treated by the treatment method using the catheter according to the first embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to a second embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to a second embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a distal end portion according to a second embodiment.
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a catheter self-propelled system in the case where a wire is provided in a rudder member at a distal end portion according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
101: MRI apparatus
102: Gantry
103: Treatment target
104: Processing device
105: Controller section
106: Display section
200: catheter
200a: tip
204: Bottle

Claims

In a catheter self-propelled system:
A magnetic resonance imaging device for generating a magnetic field in the lumen;
A catheter having at least a distal end portion for insertion, the distal end portion including a self-propelled force generating portion for generating a self-propelled force for self-running based on the magnetic field;
A processing device comprising a control unit for controlling the current supplied to the self-running power generating unit and at least Yes;
The distal end portion further includes one or more directional stabilizing members on one or both of the inner side surface and the outer side surface of the distal end portion .

The self-propelled force generating unit is either a propulsive force generating unit that generates a propelling force for propelling the catheter or a converting force generating unit that generates a converting force for changing the traveling direction of the catheter, or The catheter self-propelled system according to claim 1, comprising both.

The catheter self-propelled system according to claim 1 or 2, wherein the distal end portion further includes one or more rudder members in the distal end portion.

The catheter self-propelled system according to any one of claims 1, 2, and 3, wherein the direction stabilizing member is a groove-shaped concave member.

The catheter propulsion system according to any one of claims 1, 2, and 3, wherein the propulsion force generation unit and the conversion force generation unit are coils.

6. The magnetic resonance imaging apparatus generates at least a three-dimensional tomographic image for stereoscopically displaying a position of a catheter having the distal end portion. The catheter self-propelled system according to any one of the above.

In a catheter having at least a tip for insertion:
The tip portion includes a self-running force generating portion in the tip portion that generates a self-running force for the catheter to self-run based on a magnetic field generated in a lumen by a magnetic resonance imaging apparatus,
The distal end portion further includes one or more direction stabilizing members on one or both of an inner surface and an outer surface of the distal end portion.

The self-propelled force generating unit is either a propulsive force generating unit that generates a propelling force for propelling the catheter or a converting force generating unit that generates a converting force for changing the traveling direction of the catheter, or The catheter according to claim 7, wherein the catheter is composed of both.

The catheter according to claim 7 or 8, wherein the distal end portion further includes one or more rudder members in the distal end portion.

The catheter according to claim 7, wherein the direction stabilizing member is a groove-shaped concave member.

The catheter according to any one of claims 7, 8, and 9, wherein the propulsion force generation unit and the conversion force generation unit are coils.