JP5313777B2 - カテーテル装置 - Google Patents

Description

本発明はカテーテル装置に係り、特に血管などの被挿入管内に挿入される医療用のカテーテル装置に関する。

例えば、病院等の医療機関において、血管内の動脈瘤を治療する際には、血管内に細い管からなるカテーテル及びカテーテルに挿通された線材（ガイドワイヤ）を挿入することにより患部の治療が行なわれている。しかし、血管などの被挿入管は、管内壁が薄くて軟らかいため、カテーテルの線材を強く挿入してしまうと、線材の先端が血管内壁を損傷させてしまうおそれがある。

従って、カテーテルの挿入操作は、慎重に行なうと共に、挿入したカテーテルの先端が血管の内壁に接触したと思われるときは、一旦挿入操作を止めて、カテーテルの先端を湾曲させて挿入方向を切替えるといった操作を行なう。また、カテーテルの先端が血管の内壁に接触したか否かは、操作を行なう操作者（医師）の手に伝わる感触によって操作者自身が判断することになる。このようなカテーテルの挿入操作における微妙な感触の変化を判断するには、多くの経験（訓練）を必要とする。

また、カテーテルの挿入操作を補助する装置としては、血管内に挿入される挿入先端部に圧力センサを設け、圧力センサが検出する血管の圧力をモニタしながらカテーテルの挿入操作を行なうものがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特開平１１−１２８１８０号公報 特開平９−１２２０８５号公報

しかしながら、従来の圧力センサを有するカテーテル装置では、挿入先端部の圧力センサからの検出信号によって血管内の血栓や内壁に接触したことが検出されても、さらにカテーテルを挿入するのか、あるいは挿入方向を切替えたり、あるいは挿入操作の中止を判断しなければならない場合がある。このような血管内での状況は、カテーテルを挿入する際の微妙な感触を感じ取ることで操作者自身が判断することになるので、血管に挿入された先端部分がどのような状況なのか分かりにくく判断することが難しいという問題があった。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決したカテーテル装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
（１）本発明は、筒状に形成された細管の内部にさらに細い線材が挿通されたカテーテル装置において、
前記線材の先端に設けられ、前記線材が挿入される被挿入管の内壁または患部に接触したことを検出する検出部と、
前記線材を前記被挿入管に挿入する際の挿入操作に抗する抵抗力を前記線材の先端が前記被挿入部の内壁に接触したときの感触として前記線材に伝達する感触伝達部と、
前記検出部からの信号を所定の増幅率で増幅した検出信号を生成し、前記検出信号に基づき前記感触伝達部に入力する制御信号を生成する制御部と、
を備えたことを特徴とするものである。
（２）本発明は、（１）に記載のカテーテル装置であって、
前記感触伝達部は、前記制御部により生成された制御信号に応じた大きさまたは回数の抵抗力を前記線材に付与することを特徴とするものである。
（３）本発明は、（１）または（２）に記載のカテーテル装置であって、
前記感触伝達部は、
前記制御部の制御信号により駆動される駆動部と、
該駆動部の駆動力を前記線材に伝達する伝達機構と、
を有することを特徴とするものである。
（４）本発明は、（１）乃至（３）の何れかに記載のカテーテル装置であって、
前記線材の先端は、前記被挿入部の内壁に接触した際に撓みやすい括れ形状に形成されたことを特徴とするものである。
（５）本発明は、（４）に記載のカテーテル装置であって、
前記検出部は、前記括れ形状の内部に挿通された電線であり、前記電線の電気的抵抗値の変化から前記線材の先端の接触状態を検出することを特徴とするものである。
（６）本発明は、（３）に記載のカテーテル装置であって、
前記伝達機構は、前記線材の外周に接触するように配された抵抗力付与部材を有し、
前記駆動部は、前記抵抗力付与部材を前記線材の挿入方向と逆の方向に駆動することを特徴とするものである。
（７）本発明は、（３）に記載のカテーテル装置であって、
前記伝達機構は、前記線材の外周に接触するように配された回転体を有し、
前記駆動部は、前記回転体を前記線材の挿入方向と逆の引き抜き方向に回転させるモータであり、
前記制御部は、前記線材の外周に接触する前記回転体の回転角度に応じた大きさの抵抗力を前記線材に付与するように前記モータを制御することを特徴とするものである。
（８）本発明は、（３）に記載のカテーテル装置であって、
前記伝達機構は、前記線材に接触するように配され、前記線材に接触する抵抗力付与部材を有し、
前記駆動部は、前記線材の外周に対する前記抵抗力付与部材の接触角度を変更することを特徴とするものである。
（９）本発明は、（８）に記載のカテーテル装置であって、
前記抵抗力付与部材は、前記線材の延在方向に所定間隔毎に複数個配置されており、
前記駆動部は、駆動力を伝達する前記伝達機構を介して前記線材の外周に対する前記複数の抵抗力付与部材の接触角度を変更することを特徴とするものである。

本発明によれば、線材を被挿入管に挿入する際の挿入操作に抗する抵抗力を線材の先端が被挿入部の内壁または患部に接触したときの感触として線材に伝達することにより、線材挿入時の感触の変化を分かりやすく操作者に伝達することが可能になり、経験の少ない操作者でも線材の先端の接触状態を感触の変化によって推測することが可能になる。また、カテーテルを用いた治療の訓練を行なう際にも、線材の先端が被挿入管の内壁または患部に接触したときの微妙な感触の変化を分かりやすく体験させることが可能になり、初心者でもカテーテル挿入操作に伴う接触状況を手の感触の変化として感知することができる。

本発明によるカテーテル装置の一実施例を模式的に示す概略構成図である。 カテーテルの先端形状を拡大して示す図である。 カテーテルの先端が血管内の異物に接触した状態を拡大して示す図である。 カテーテルの先端が血管の内壁に接触した状態を拡大して示す図である。 制御部が実行する制御処理を説明するためのフローチャートである。 カテーテルの先端が血管の内壁に接触したことが検出されたときの動作を模式的に示す概略構成図である。 カテーテル装置の変形例１を模式的に示す概略構成図である。 カテーテル装置の変形例２を模式的に示す概略構成図である。 カテーテル装置の変形例３を拡大して模式的に示す概略構成図である。 カテーテル装置の変形例３のカテーテルの先端が血管の内壁に接触したときの動作を模式的に示す概略構成図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

図１は本発明によるカテーテル装置の一実施例を模式的に示す概略構成図である。図１に示されるように、カテーテル装置１０は、カテーテル３０を手動操作により血管２０などの被挿入管に挿入する医療用器具であり、主に血管内の動脈瘤や血栓などの治療に使用される。また、カテーテル装置１０は、カテーテル３０と、検出部４０と、制御部５０と、感触伝達部６０とを有する。

カテーテル３０は、筒状に形成された樹脂材からなる細管であり、内部にさらに細い線材（ガイドワイヤ）７０が挿通されている。線材７０の先端には、括れ形状に形成された検出部４０が設けられており、外力に対して撓みやすい形状に形成されている。線材７０は、カテーテル３０と共に、例えば、血管（被挿入管）に挿入されるため、挿入操作を行なう操作者（医師）の操作によって先端部分の形状を血管の形状に合わせて湾曲させるように動作させることができる。

また、操作者は線材７０の基端７０ａを把持して挿入方向（Ｘ１方向）に押圧することで、線材７０の先端に設けられた検出部４０を血管２０内に挿入する。その際、操作者は、線材７０の基端７０ａを把持する指先に伝わる感触で検出部４０が血管の内壁に接したか、あるいは患部に達したかどうかを確認している。

尚、カテーテル３０の先端部分を動作させる手段としては、線材７０の外周に形状記憶コイルを巻き付けて駆動する方式、あるいは線材７０の中空部に液体を注入し、液圧を調整することで駆動する方式などが用いられる。

また、線材７０は、熱可塑性エラストマにより成形され、内部には検出部４０を構成する電線８０がインサート成形されている。また、電線８０は、例えば、Ｎｉ−Ｔｉ等の超弾性合金からなり、線材７０の先端に外力が作用して検出部４０が変形した場合に、その応力の大きさに応じて電気抵抗値が変化する特性を有する。そのため、電線８０の抵抗値の変化を監視することにより検出部４０の変形量に応じた検出信号を生成することが可能になる。

制御部５０は、電流供給部５２と、抵抗値検出部５４と、増幅部５６と、モータ駆動部５８とを有する。電流供給部５２は、電線８０に一定の電流を通電する定電流回路を有する。また、抵抗値検出部５４は、電線８０を流れる電流変化から抵抗値の変動率を演算し、変動率が予め設定された閾値より高い場合に検出された抵抗値に応じた検出信号を生成する。

増幅部５６は、抵抗値検出部５４から出力された検出信号を所定の増幅率で増幅し、増幅された検出信号を出力する。モータ駆動部５８は、増幅部５６から出力された検出信号に基づいてモータ制御信号を生成し、感触伝達部６０に出力する。

感触伝達部６０は、線材７０を血管に挿入する際の挿入操作に抗する抵抗力を線材７０の先端が血管の内壁に接触したときの感触として線材７０に伝達するように構成されている。本実施例においては、感触伝達部６０は、カテーテル３０の端部に固定された円筒形状の筐体６２に抵抗力付与部材６４と、一対のステッピングモータ６６と、駆動力伝達部６７とを有する。筐体６２は、一方の側壁６２ａにカテーテル３０の外周に固定される取付孔６２ｂが設けられ、他方の側壁６２ｃには線材７０を内部に挿通するための挿入孔６２ｄが設けられている。挿入孔６２ｄは、線材７０との間に隙間が生じないように寸法管理されており、外部から塵埃が浸入しないように形成されている。

抵抗力付与部材６４は、例えば、金属製の円盤６４ａの内周に比較的摩擦係数の大きいゴム材からなる摺動部６４ｂが一体的に設けられている。摺動部６４ｂは、中心部分に線材７０が摺動可能に挿通される摺動孔６４ｃを有する。摺動部６４ｂは、線材７０の外周との接触面積を増大するように線材７０の挿入方向（Ｘ１方向）に曲げられており、摺動孔６４ｃの内壁がリップシール部材のように線材７０の外周に接触する。

また、抵抗力付与部材６４の摺動部６４ｂは、線材７０の挿入方向（Ｘ１方向）に湾曲するため、線材７０を挿入操作する際の摺動抵抗は小さくなるように形成されている。

さらに、筐体６２の側壁６２ａの内側には、一対のステッピングモータ６６が固定されており、各ステッピングモータ６６の回転軸６６ａに形成された雄ネジが抵抗力付与部材６４の円盤６４ａのネジ孔（雌ネジ）に螺入されている。駆動力伝達部６７は、回転軸６６ａを円盤６４ａに螺入させるネジ機構からなる。従って、一対のステッピングモータ６６は、モータ駆動部５８からのパルス波による制御信号により同方向に間欠的に回転駆動されると、抵抗力付与部材６４を間欠的にＸ１方向またはＸ２方向に移動させる。

また、筐体６２の側壁６２ａの内側には、カテーテル３０の基端が嵌合固定される筒状保持部６２ｅが一体に設けられている。さらに、筐体６２の側壁６２ｃの外側には、摺動抵抗の解除スイッチ６９が設けられている。解除スイッチ６９は、線材７０の挿入操作を行なう指先に対向する位置に設けられているため、操作者が線材７０の基端７０ａを挿入方向に押し込む際に感触伝達部６０による摺動抵抗が必要ない場合に線材７０に抵抗力が付与される状態を解除することができる。

抵抗力付与部材６４は、ステッピングモータ６６の駆動力によりＸ２方向に駆動されると、線材７０を挿入方向と逆方向に摺動抵抗を付与する。操作者は、抵抗力付与部材６４が線材７０の外周に沿ってＸ２方向に移動する際の摺動部６４ｂの摩擦が線材７０に伝達されて、挿入方向（Ｘ１方向）に対する抵抗力を指先で感じ取ることができる。

尚、駆動力伝達部６７としては、上記ネジ機構に限らず、その他の機構を用いてステッピングモータ６６の駆動力を抵抗力付与部材６４に伝達する構成としても良いのは勿論である。

また、本実施例では、２台のステッピングモータ６６を設けた構成を一例として挙げているが、ステッピングモータ６６の数は、線材７０に伝達される抵抗力の目標値に応じて、例えば１台あるいは３台と適宜配置しても良いのは勿論である。また、ステッピングモータ６６の代わりに他の駆動方式のモータを用いて抵抗力付与部材６４を間欠的に駆動させるようにしても良い。

ここで、図２Ａ〜図２Ｃを参照して検出部４０の構成について説明する。図２Ａはカテーテルの先端形状を拡大して示す図である。図２Ｂはカテーテルの先端が血管内の異物に接触した状態を拡大して示す図である。図２Ｃはカテーテルの先端が血管の内壁に接触した状態を拡大して示す図である。

図２Ａに示されるように、線材７０の先端には、小径部分を有する括れ部７１により揺動可能に支持された可動部７２が形成されている。また、可動部７２の先端形状は、血管の内壁を損傷させないように球状に形成されているので、可動部７２が血管の内壁や患部に接触した場合には接触圧を半径方向への応力に変換して括れ部７１を支点として半径方向に撓みやすい構成になっている。

また、線材７０の外周には、周方向に延在する複数の環状溝７４が所定間隔毎に設けられている。この複数の環状溝７４は、線材７０の先端部分を血管や患部のある進行方向への湾曲を容易に行えるように設けられており、カテーテルの進行方向を変更する際の切替え動作を容易に行える。

電線８０は、線材７０の内部にインサート成型され、且つ、可動部７２の内部でＵ字状に曲げられており、１本のスネアワイヤで往路と復路とを形成している。

図２Ｂに示されるように、線材７０の先端に設けられた可動部７２が血管２０内の血栓またはコレステロールなどの堆積物２２に接触した場合、可動部７２が堆積物２２に乗り上げるような形に変形される。これにより、可動部７２の内部に設けられた電線８０が変形方向Ｃに撓むことになる。すなわち、電線８０は、変形部分の内側が小さい曲率半径で屈曲し、且つ変形部分の外側が内側より緩やかな曲率半径で湾曲する。そして、電線８０の抵抗値は、直線状のときの抵抗値に上記内側変形部分と外側変形部分の変形量の大きさに応じた各抵抗値とを加算した値に変化する。

図２Ｃに示されるように、線材７０の先端に設けられた可動部７２がＴ字路のように形成された血管２０の内壁２４に接触した場合、可動部７２が大きく揺動して括れ部７１が変形される。これにより、可動部７２の内部に設けられた電線８０が図２Ｂの場合よりも大きくＣ方向に撓む。すなわち、電線８０は、変形部分の内側が図２Ｂの場合よりも鋭角に屈曲し、且つ変形部分の外側も図２Ｂの場合よりも大きく湾曲する。

このように、検出部４０は、可動部７２が接触した状況によって電線８０の変形量が異なり、電気抵抗値も変形量に比例して変化する。そのため、制御部５０の抵抗値検出部５４により電線８０の抵抗値の変化（変動率）を監視することで検出部４０が血管２０内の堆積物２２や血管２０の内壁２４に接触したか否かを判定することが可能になる。

ここで、図３に示すフローチャートを参照して制御部５０が実行する制御処理について説明する。図３に示されるように、制御部５０は、Ｓ１１において、検出部４０で検出した検出信号（電線８０の抵抗値）を取得する。次のＳ１２では、検出部４０が変形しないときの電線８０の抵抗値と比較して検出信号（抵抗値）に変化があるか否かをチェックする。Ｓ１２において、検出信号（抵抗値）に変化がある場合（ＹＥＳの場合）は、血管２０内に挿入された線材７０の可動部７２が何らかの障害物に接触して変形しているので、Ｓ１３に進み、検出信号を予め設定された所定の増幅率で増幅する。尚、増幅率は、任意の値に変更することが可能である。

Ｓ１４では、増幅された検出信号に基づいてパルス波からなるモータ制御信号Ｖを生成する。続いて、Ｓ１５では、モータ制御信号ＶがＮパルス出力されたか否かをチェックする。Ｎパルスは、任意のパルス数であり、本実施例においては、例えば、１回のモータ駆動で１〜３パルスが出力される。

従って、感触伝達部６０では、制御部５０により生成されたモータ制御信号Ｖが入力される回数分だけステッピングモータ６６が抵抗力付与部材６４をＸ２方向に断続的に駆動する。図４に示されるように、可動部７２が血管２０の内壁２４に接触した場合には、ステッピングモータ６６が抵抗力付与部材６４をＸ２方向に駆動するため、線材７０が抵抗力付与部材６４の摺動部６４ｂとの摩擦によりＸ２方向に押される。

これにより、抵抗力付与部材６４の摺動部６４ｂが線材７０をＸ２方向に押すため、カテーテル挿入操作を行なっている操作者は、指先に挿入方向とは逆方向の抵抗力を感じることができる。よって、操作者は、血管２０内に挿入された線材７０の可動部７２が何らかの障害物に接触していることを感覚的に認知することができる。

また、線材７０に対して１〜３パルスのモータ駆動力が間欠的に伝達されることにより、操作者は、指先がトン、トン、トンと押されたようなデジタル的感覚を感じるため、通常のカテーテル挿入時のようなアナログ的感触（連続して変化する微妙な感触）とは異なり、可動部７２の変形状態であることを明確に感じ取ることができる。

尚、ステッピングモータ６６は、入力されたパルス数分の角度だけ間欠的に駆動されるので、例えば、可動部７２の変形量（変形角度）の大きさに応じてパルス数を増減させることも可能である。このように、パルス数を可変させる方式によれば、操作者は、パルス数の増減によってカテーテル挿入状態を感覚的に判別することが可能になり、パルス数が異常に多い場合には、緊急事態であることを認識することも可能になる。

Ｓ１５において、モータ制御信号ＶがＮパルス出力された場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ１６に進み、解除信号が入力されたか否かをチェックする。Ｓ１６において、操作者が解除スイッチ６９をオンに操作して解除信号が入力された場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ１７に進み、モータ制御信号Ｖをゼロにしてステッピングモータ６６の駆動を停止させる。そして、Ｓ１８では、所定時間ｔ（例えば、ｔ＝１〜３秒）が経過するまで待機しており、操作者が次の挿入操作に入るまでの待機時間とする。この後は、上記Ｓ１１の処理に戻り、Ｓ１１〜Ｓ１８の処理を繰り返す。

また、操作者は、ステッピングモータ６６の駆動により抵抗力が線材７０に付与されたことを感じたときは、線材７０の挿入操作を止めて、カテーテル先端位置を確認して先端の向きを切替えるなどの回避操作を行なう。それから、線材７０の挿入操作を再開する。

また、Ｓ１６において、解除信号が入力されなかった場合（ＮＯの場合）は、Ｓ１９に進み、検出部４０で検出した検出信号（電線８０の抵抗値）を取得する。続いて、Ｓ２０において、検出部４０で検出した検出値（抵抗値）が予め設定された閾値以上か否かをチェックする。

Ｓ２０において、検出部４０で検出した検出値（抵抗値）が閾値未満の場合（ＮＯの場合）は、可動部７２が血管２０内の障害物または血管内壁を無事に通過したものと判断して上記Ｓ１１の処理に戻り、Ｓ１１〜Ｓ２０の処理を繰り返す。また、Ｓ２０において、検出部４０で検出した検出値（抵抗値）が閾値以上の場合（ＹＥＳの場合）は、可動部７２が血管２０内の障害物または血管内壁に当接している可能性が高いと判断してＳ２１に進む。

Ｓ２１では、増幅された検出信号に基づいてパルス波からなるモータ制御信号Ｖを生成する。続いて、Ｓ２２では、モータ制御信号Ｖのパルス波を連続して出力する。

次のＳ２３において、解除信号が入力されたか否かをチェックする。Ｓ２３において、操作者が解除スイッチ６９をオンに操作して解除信号が入力された場合（ＹＥＳの場合）は、Ｓ２４に進み、モータ制御信号Ｖをゼロにしてステッピングモータ６６の駆動を停止させる。そして、Ｓ２５では、所定時間ｔ（例えば、ｔ＝１〜３秒）が経過するまで待機しており、操作者が次の挿入操作に入るまでの待機時間とする。この後は、上記Ｓ１１の処理に戻り、Ｓ１１〜Ｓ２５の処理を繰り返す。

Ｓ２３において、解除信号が入力されなかった場合（ＮＯの場合）は、Ｓ２１に戻り、Ｓ２１〜Ｓ２３の処理を繰り返すことにより、モータ制御信号Ｖの出力数に応じてステッピングモータ６６による間欠駆動を継続するため、線材７０をＸ２方向に摺動する抵抗力付与部材６４の摺動部６４ｂの間欠駆動が継続する。これにより、操作者は、線材７０を挿入方向に押しても線材７０が逆方向に押し戻されるような間欠的な抵抗力を継続して感じるため、可動部７２の変形状態が大きいことを感じ取ることができる。そのため、操作者は、解除スイッチ６９をオンに操作して解除信号を入力した後、線材７０の挿入操作を中止してカテーテル先端部分の状態を確認する作業を行なう。そして、カテーテル挿入方向を変更する等の回避操作が可能かを検討し、回避操作可能と判断された場合に、挿入操作を再開する。

また、ステッピングモータ６６の駆動により抵抗力付与部材６４の摺動部６４ｂのＸ２方向への間欠動作が継続した場合、操作者が挿入操作力を弱めると、線材７０がＸ２方向に戻される。そのため、最先端の可動部７２は、障害物から僅かに離間する位置に戻され、障害物に対する圧力を緩和することができる。特に、可動部７２が動脈瘤などの患部に接触している場合には、可動部７２を患部から離間させることで動脈瘤に対する力を除去して加圧しない状態を保持することが可能になる。

尚、抵抗力付与部材６４の移動範囲には、限りがあるので、カテーテル挿入操作が終了した時点、あるいは操作者がモータ復帰スイッチを操作することによりステッピングモータ６６が逆回転方向に駆動されて抵抗力付与部材６４を動作前の位置に復帰させる。

次に、変形例について説明する。
（変形例１）
図５はカテーテル装置の変形例１を模式的に示す概略構成図である。図５において、図１と同一部分には、同一符合を付してその説明を省略する。

変形例１のカテーテル装置１０Ａの感触伝達部６０Ａは、筐体６２内に抵抗力付与機構６４Ａと、一対のステッピングモータ６６と、駆動力伝達部６７Ａとを有する。

抵抗力付与機構６４Ａは、摺動部材９０と、抵抗力付与部材９２とを組み合わせてなる。摺動部材９０は、ステッピングモータ６６の回転軸６６ａに螺合された鍔部９０ａを有し、回転軸６６ａの回転角に応じてＸ１、Ｘ２方向に駆動される。また、摺動部材９０の内周側には、軸方向に対して傾斜角を有するテーパ面９０ｂを有する。

抵抗力付与部材９２は、筐体６２の側壁６２ｃに固定されたコレットチャック構造である。また、抵抗力付与部材９２は、内周側に線材７０の外周に摺接する摺接部９２ａと、テーパ面９０ｂに当接するテーパ面９２ｂとを有する。テーパ面９０ｂには、軸方向に延在するスリット（すり割り）が周方向に９０度または１２０度角度間隔（３箇所または４箇所）で設けられている。また、抵抗力付与部材９２は、線材７０に対する抵抗力を考慮して金属、樹脂、セラミックなどの材料を適宜選択する。

摺動部材９０と抵抗力付与部材９２とは、互いにテーパ面９０ｂとテーパ面９２ｂが同じ傾斜角（テーパ角）であるので、摺動部材９０がステッピングモータ６６に駆動されてＸ１方向に摺動すると、抵抗力付与部材９２に対する締付け力が緩和されて摺接部９２ａが拡径されるため、線材７０に対して遊嵌状態なる。また、摺動部材９０がステッピングモータ６６に駆動されてＸ２方向に摺動すると、抵抗力付与部材９２に対する締付け力が増大されて摺接部９２ａが縮径されるため、摺接部９２ａが線材７０に接触して線材７０に対する抵抗力を発生する。

従って、抵抗力付与機構６４Ａは、抵抗力付与部材９２に対する摺動部材９０の摺動位置を相対変位することにより、線材７０への抵抗力を調整することが可能となる。また、カテーテル挿入操作時に可動部７２が障害物に接触したときは、ステッピングモータ６６が駆動されて摺動部材９０をＸ２方向に摺動させる。そのため、操作者は、線材７０を挿入方向に押しても線材７０が抵抗力付与部材９２の摺接部９２ａによって抵抗力を付与されて重くなるような抵抗力を感じるため、それ以上挿入方向に押圧することができず、可動部７２の接触状態を感じ取ることができる。

また、制御部５０Aの制御処理は、図３に示す制御処理と同じであるので、実施例１の場合と同様な効果が得られる。尚、本変形例１の場合、図３のＳ１５、Ｓ２２において、ステッピングモータ６６を間欠的に駆動することにより、抵抗力付与部材９２による線材７０に対する締付け力が徐々に強まる。そのため、線材７０の挿入操作を行なう操作者は、線材７０の抵抗力が段階的に強まることで可動部７２の接触状態を感じ取ることができる。

また、操作者が解除スイッチ６９をオンに操作して解除信号が入力されたときは、ステッピングモータ６６の回転軸６６ａが逆方向に回転駆動されて摺動部材９０がＸ１方向に摺動し、抵抗力付与部材９２から離間するため、抵抗力付与部材９２による線材７０に対する抵抗力が除去される。
（変形例２）
図６はカテーテル装置の変形例２を模式的に示す概略構成図である。図６において、図１と同一部分には、同一符合を付してその説明を省略する。

変形例２のカテーテル装置１０Ｂの感触伝達部６０Ｂは、筐体６２内に抵抗力付与機構６４Ｂと、一対のステッピングモータ６６と、駆動力伝達部６７Ｂとを有する。

抵抗力付与機構６４Ｂは、一対の抵抗ローラ（回転体）１００を線材７０の上下方向から摺接させる構成である。抵抗ローラ１００は、筐体６２の内壁に固定された支柱１０２の先端に回転自在に支持されている。線材７０を血管２０に挿入する際は、可動部７２が障害物に接触するまで抵抗ローラ１００に対する拘束力が作用していないので、抵抗ローラ１００は線材７０の挿入距離に拘わらず挿入方向（Ｅ方向）に無負荷回転する。

駆動力伝達部６７Ｂは、ステッピングモータ６６の回転軸６６ａに固定された駆動ローラ１１０を有する。駆動ローラ１１０は、外周が抵抗ローラ１００の外周に接触している。抵抗ローラ１００及び駆動ローラ１１０は、夫々ゴム製の回転体であり、互いの摩擦によって回転力を伝達する構成になっている。

尚、抵抗ローラ１００の外周は、線材７０の外周との接触面積を大きくするため、断面が半円形の凹部（溝）が形成されている。また、駆動ローラ１１０の外周は、抵抗ローラ１００の凹部に対応する半円形の凸形状に形成されている。
抵抗力付与機構６４Ｂは、ステッピングモータ６６の回転力が駆動ローラ１１０を介して抵抗ローラ１００に伝達されると、抵抗ローラ１００が挿入方向とは逆のF方向に駆動される。これにより、抵抗ローラ１００は、F方向に間欠的に駆動されるため、線材７０に対して抵抗力を付与することが可能となる。

従って、カテーテル挿入操作時に可動部７２が障害物に接触したときは、ステッピングモータ６６が間欠的に駆動されて抵抗ローラ１００をF方向に駆動させるため、線材７０の挿入操作が規制される。すなわち、操作者は、線材７０を挿入方向に押そうとした場合、線材７０が抵抗ローラ１００によって間欠的に制動されると共に、挿入方向と逆方向（X2方向）に間欠的に押し戻されるため、可動部７２の接触状態を感じ取ることができる。

また、制御部５０Ｂの制御処理は、図３に示す制御処理と同じであるので、実施例１の場合と同様な効果が得られる。
（変形例３）
図７はカテーテル装置の変形例３を模式的に示す概略構成図である。図７において、図１と同一部分には、同一符合を付してその説明を省略する。

変形例３のカテーテル装置１０Cの感触伝達部６０Cは、筐体６２内に抵抗力付与機構６４Cと、一対のステッピングモータ６６と、駆動力伝達部６７Cとを有する。

抵抗力付与機構６４Cは、複数の抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅと、支持部材１３０とを有する。複数の抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅは、例えば、ゴム材あるいは樹脂材などの弾性部材により板状に成型されている。支持部材１３０は、筐体６２内に固定された筒状体１４０と、筒状体１４０の挿入方向に延在形成されたスリット１５０とを有する。各抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅは、支持部材１３０のスリット１５０内に保持された支持ピン１３２により回動可能に支持されている。

各抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅは、挿入方向と逆向きに傾斜した状態に支持されており、且つ内側端部に形成された線材７０に接触する摺接部１２２は円弧状に湾曲している。抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅの線材７０との接触部分が円弧状の一部で接触するため、線材７０をＸ１方向に挿入操作する際は、抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅによる抵抗力が比較的小さくなっており、線材７０を容易に挿入することが可能になる。

さらに、駆動力伝達部６７Cは、ステッピングモータ６６の回転軸６６ａに嵌合された歯車１６０と、支持部材１３０の外側に配された駆動ロッド１７０とを有する。駆動ロッド１７０は、基端部（図７中、右端側）に歯車１６０が噛合するラック１７２を有する。また、駆動ロッド１７０は、線材７０の延在方向Ｘ１、Ｘ２方向と平行に配されており、且つ連結ピン１７４を介して各抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅの外側端部に連結されている。
そのため、複数の抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅは、駆動ロッド１７０がＸ２方向に摺動することにより、スリット１５０内の支持ピン１３２を軸としてＧ方向に回動し、線材７０に対して垂直に近い角度に起立した状態に駆動される。また、駆動ロッド１７０がＸ１方向に摺動した場合は、複数の抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅは、支持ピン１３２を軸としてＨ方向に回動し、線材７０に対して傾斜した状態に駆動される。従って、各抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅは、駆動ロッド１７０の摺動位置によって線材７０に対する接触角度が変更されるため、線材７０に摺接する摺接部１２２の接触角度によって線材７０に対する抵抗力を調整することが可能になる。

図８に示されるように、カテーテル挿入操作時に可動部７２が障害物に接触したときは、ステッピングモータ６６が間欠的に駆動されて駆動ロッド１７０がＸ２方向に摺動する。

そのため、各抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅは、駆動ロッド１７０に連結された連結ピン１７４に駆動されて線材７０に対する接触角度を鈍角（垂直に近い傾斜角）に変更される。これにより、各抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅの摺接部１２２は、線材７０をより強くする押圧するように回動変位して、線材７０の挿入操作を規制する。すなわち、操作者は、線材７０を挿入方向に押そうとした場合、線材７０が各抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅの摺接部１２２によって間欠的に制動されるため、可動部７２の接触状態を感じ取ることができる。

従って、各抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅは、線材７０の延在方向に対する接触角度をステッピングモータ６６の駆動角度によって調整されることにより、線材７０に対する抵抗力の大きさが調整される。

カテーテル挿入操作時に可動部７２が障害物に接触したときは、ステッピングモータ６６が駆動されて駆動ロッド１７０をＸ１方向に摺動させる。さらに、ステッピングモータ６６が間欠的に駆動されて複数の抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅをＧ方向に回動させるため、線材７０の挿入操作が規制される。すなわち、操作者は、線材７０を挿入方向に押そうとした場合、線材７０が複数の抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅの摺接部１２２によって間欠的に制動されるため、可動部７２の接触状態を感じ取ることができる。

また、制御部５０Ｃの制御処理は、図３に示す制御処理と同じであるので、実施例１の場合と同様な効果が得られる。尚、本変形例３の場合、図３のＳ１５、Ｓ２２において、ステッピングモータ６６を間欠的に駆動されることにより、線材７０の延在方向に対する抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅの傾斜角度が徐々に垂直方向に変化して線材７０に対する抵抗力が徐々に強まる。そのため、線材７０の挿入操作を行なう操作者は、線材７０の抵抗力が段階的に強まることで可動部７２の接触状態を感じ取ることができる。

尚、図７、図８においては、複数の抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅは、線材７０の上側と下側に２列に配されているが、１列のみでも良いし、あるいは周方向の角度をずらして３〜４列を配する構成としても良い。

また、複数の抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅの配置数は、線材７０に対する摩擦係数と線材７０を挿入方向に押し込むときの操作力との相対関係より適宜選択される。例えば、抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅが比較的摩擦係数の大きいゴム材あるいはブレーキ用材料により形成された場合には、抵抗力付与部材１２０は２〜３個あれば良い、あるいは抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅが比較的摩擦係数の小さい樹脂材により形成された場合には、抵抗力付与部材１２０ａ〜１２０ｅは５〜６個あれば良い。

上記実施例では、血管内にカテーテルを挿入させる場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば、血管以外の体内に挿入する場合にも適用できるのは勿論である。
上記実施例では、実際の治療に使用するカテーテル装置として説明したが、例えば、経験の少ない医師がカテーテルの挿入操作を訓練するのにも使用することができる。例えば、患者の代用人形に設けられた擬似血管内にカテーテルを挿入してカテーテル装置の練習をする場合にも本発明を適用できるのは勿論である。

１０、１０Ａ〜１０Ｃ カテーテル装置
２０ 血管
３０ カテーテル
４０ 検出部
５０、５０Ａ〜５０Ｃ 制御部
５２ 電流供給部
５４ 抵抗値検出部
５６ 増幅部
５８ モータ駆動部
６０、６０Ａ〜６０Ｃ 感触伝達部
６４ 抵抗力付与部材
６４ｂ 摺動部
６４Ａ〜６４C 抵抗力付与機構
６６ ステッピングモータ
６６ａ 回転軸
６７、６７Ａ〜６７C 駆動力伝達部
７０ 線材
７１ 括れ部
７２ 可動部
７４ 環状溝
８０ 電線
９０ 摺動部材
９０ｂ、９２ｂ テーパ面
９２ 抵抗力付与部材
９２ａ 摺接部
１００ 抵抗ローラ
１０２ 支柱
１１０ 駆動ローラ
１２０ａ〜１２０ｅ 抵抗力付与部材
１２２ 摺接部
１３０ 支持部材
１４０ 筒状体
１５０ スリット
１６０ 歯車
１７０ 駆動ロッド
１７４ 連結ピン

Claims (9)

1. 筒状に形成された細管の内部にさらに細い線材が挿通されたカテーテル装置において、
   前記線材の先端に設けられ、前記線材が挿入される被挿入管の内壁または患部に接触したことを検出する検出部と、
   前記線材を前記被挿入管に挿入する際の挿入操作に抗する抵抗力を前記線材の先端が前記被挿入部の内壁に接触したときの感触として前記線材に伝達する感触伝達部と、
   前記検出部から出力された信号を所定の増幅率で増幅した検出信号を生成し、前記検出信号に基づき前記感触伝達部に入力する制御信号を生成する制御部と、
   を備えたことを特徴とするカテーテル装置。
2. 請求項１に記載のカテーテル装置であって、
   前記感触伝達部は、前記制御部により生成された制御信号に応じた大きさまたは回数の抵抗力を前記線材に付与することを特徴とするカテーテル装置。
3. 請求項１または２に記載のカテーテル装置であって、
   前記感触伝達部は、
   前記制御部の制御信号により駆動される駆動部と、
   該駆動部の駆動力を前記線材に伝達する伝達機構と、
   を有することを特徴とするカテーテル装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載のカテーテル装置であって、
   前記線材の先端は、前記被挿入部の内壁に接触した際に撓みやすい括れ形状に形成されたことを特徴とするカテーテル装置。
5. 請求項４に記載のカテーテル装置であって、
   前記検出部は、前記括れ形状の内部に挿通された電線であり、前記電線の電気的抵抗値の変化から前記線材の先端の接触状態を検出することを特徴とするカテーテル装置。
6. 請求項３に記載のカテーテル装置であって、
   前記伝達機構は、前記線材の外周に接触するように配された抵抗力付与部材を有し、
   前記駆動部は、前記抵抗力付与部材を前記線材の挿入方向と逆の方向に駆動することを特徴とするカテーテル装置。
7. 請求項３に記載のカテーテル装置であって、
   前記伝達機構は、前記線材の外周に接触するように配された回転体を有し、
   前記駆動部は、前記回転体を前記線材の挿入方向と逆の引き抜き方向に回転させるモータであり、
   前記制御部は、前記線材の外周に接触する前記回転体の回転角度に応じた大きさの抵抗力を前記線材に付与するように前記モータを制御することを特徴とするカテーテル装置。
8. 請求項３に記載のカテーテル装置であって、
   前記伝達機構は、前記線材に接触するように配された抵抗力付与部材を有し、
   前記駆動部は、前記線材の外周に対する前記抵抗力付与部材の接触角度を変更することを特徴とするカテーテル装置。
9. 請求項８に記載のカテーテル装置であって、
   前記抵抗力付与部材は、前記線材の延在方向に所定間隔毎に複数個配置されており、
   前記駆動部は、駆動力を伝達する前記伝達機構を介して前記線材の外周に対する前記複数の抵抗力付与部材の接触角度を変更することを特徴とするカテーテル装置。

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