JP6665150B2 - 中空撚線 - Google Patents

Description

本発明は、医療機器等に適した中空撚線に関する。

内視鏡検査等の医療処置に、体腔内に挿入される医療機器が用いられている。特開２００６−２３０６３５公報には、中空コイルを有する医療機器が開示されている。中空コイルに他の部材が通されて、医療処置がなされる。

医療機器用の中空コイルとして、１本のワイヤが巻かれて形成されたものが知られている。２本のワイヤが巻かれて形成されたコイルも、知られている。２層構造のコイルも、知られている。

特開２００６−２３０６３５公報

中空コイルには他の部材が通されるので、このコイルの内径が大きいことが好ましい。１本のワイヤが巻かれた中空コイルにおいて内径が大きく設定されると、このコイルは容易に伸張してしまう。この伸張は、コイルのプッシャビリティを阻害する。さらに、このコイルが巻き方向と逆の方向に回転させられると、捻りだまりが発生しやすい。捻りだまりは、コイルの回転追従性を阻害する。

２本のワイヤが巻かれた中空コイルのプッシャビリティは、１本のワイヤが巻かれた中空コイルのそれに比べて優れている。しかし、２本のワイヤが巻かれた中空コイルであっても、回転追従性は十分ではない。

第一層の巻き方向と第二層の巻き方向とが逆である２層構造の中空コイルは、回転追従性に優れる。しかし、このコイルであっても、プッシャビリティは、十分ではない。

本発明は、プッシャビリティ及び回転追従性に優れた中空撚線の提供にある。

本発明に係る中空撚線は、３本以上の第一素線が撚られることで形成された第一層と、３本以上の第二素線が撚られることで形成されており第一層の外側に位置する第二層とを有する。第一素線及び／又は第二素線は、平線である。第二素線の撚り方向は、第一素線の撚り方向と逆である。この中空撚線における、平均直径Ｄの厚みＴに対する比（Ｄ／Ｔ）は、５以上２０以下である。平線における、幅Ｗｗの厚みＴｗに対する比（Ｗｗ／Ｔｗ）は、２以上１１以下である。

好ましくは、第一素線及び第二素線のそれぞれは、平線である。

好ましくは、第一素線の撚り角度は、８５°以下である。好ましくは、第二素線の撚り角度は、８５°以下である。

好ましい平線は、角線である。

他の観点によれば、本発明に係る医療機器は、中空撚線を有する。この中空撚線は、３本以上の第一素線が撚られることで形成された第一層と、３本以上の第二素線が撚られることで形成されており第一層の外側に位置する第二層とを有する。第一素線及び／又は第二素線は、平線である。第二素線の撚り方向は、第一素線の撚り方向と逆である。この中空撚線における、平均直径Ｄの、その厚みＴに対する比（Ｄ／Ｔ）は、５以上２０以下である。平線における、幅Ｗｗの厚みＴｗに対する比（Ｗｗ／Ｔｗ）は、２以上１１以下である。

さらに他の観点によれば、本発明に係る中空撚線は、３本以上の第一素線が撚られることで形成された第一層と、３本以上の第二素線が撚られることで形成されており第一層の外側に位置する第二層と、３本以上の第三素線が撚られることで形成されており第二層の外側に位置する第三層とを有する。第一素線、第二素線及び第三素線のうちの少なくとも１つは、平線である。第二素線の撚り方向は、第一素線の撚り方向と逆である。第三素線の撚り方向は、第一素線の撚り方向と同じである。この中空撚線における、平均直径Ｄの、その厚みＴに対する比（Ｄ／Ｔ）は、５以上２０以下である。平線における、幅Ｗｗの厚みＴｗに対する比（Ｗｗ／Ｔｗ）は、２以上１１以下である。

本発明に係る中空撚線は、プッシャビリティ及び回転追従性に優れる。

図１は、本発明の一実施形態に係る中空撚線の一部が示された正面図である。 図２は、図１の中空撚線が示された模式的断面図である。 図３は、図１の中空撚線の第一素線の一部が示された斜視図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係る中空撚線の素線が示された斜視図である。 図５は、本発明のさらに他の実施形態に係る中空撚線の一部が示された正面図である。 図６は、図１の中空撚線の回転追従性の測定方法が示された説明図である。 図７は、図６の方法で測定された回転追従性の結果が示されたグラフである。 図８は、図１の中空撚線のプッシャビリティの測定方法が示された説明図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１には、中空撚線２が示されている。この中空撚線２は、金属材料から形成されている。この中空撚線２は、長尺である。この中空撚線２が所定長さに切断され、医療機器の部材として用いられる。例えば、その基端部が医療機器の手元操作部に連結され、その先端部が処置部に連結される。基端部に加えられた押し力、引き力及びトルクが、中空撚線２を介して先端部に伝わる。これにより、処置部が処置動作を起こす。医療機器は、この中空撚線２と他の部材とを有する。

図２は、この中空撚線２の拡大断面図である。図２には、中空撚線２の長さ方向に対して垂直な断面が示されている。図１及び２に示されるように、この中空撚線２は、第一層４と第二層６とを有している。第二層６は、第一層４の外側に位置している。第一層４は、８本の第一素線８が撚られることで形成されている。第二層６は、８本の第二素線１０が撚られることで形成されている。図２は模式的な断面図であるため、第一素線８の断面は長円に画かれ、第二素線１０の断面も長円に画かれている。実際の中空撚線２では、第一素線８の断面は円弧状であり、第二素線１０の断面も円弧状である。図２では、第二素線１０の断面のサイズが第一素線８の断面のサイズよりも大きく画かれている。実際の中空撚線２では、第二素線１０の幅（「幅」の意味は後に詳説）は、第一素線８の幅と同じである。第二素線１０の幅が、第一素線８の幅と異なってもよい。

図１に示されるように、第二素線１０の撚り方向は、第一素線８の撚り方向とは逆である。本明細書では、第一素線８の撚り方向が「Ｚ方向」と称され、第二素線１０の撚り方向が「Ｓ方向」と称される。第一素線８が「Ｓ方向」に撚られ、かつ第二素線１０が「Ｚ方向」に撚られてもよい。

図３は、第一素線８の一部が示された斜視図である。第二素線１０も、図３に示された形状を有する。換言すれば、図３は、第二素線１０が示された斜視図でもある。図３には、撚られる前の状態の第一素線８（又は第二素線１０）が示されている。第一素線８は、内平坦面１２、外平坦面１４及び一対の湾曲面１６を有している。本発明では、内平坦面１２及び外平坦面１４を有し、かつ幅が厚みよりも大きい素線は、「平線」と称される。第一素線８は、平線である。第二素線１０も、平線である。

図２及び３から明らかなように、第一素線８は、その内平坦面１２が中心を向くように、撚られている。第二素線１０も、内平坦面１２が中心を向くように撚られている。

図２において符号１６で示された二点鎖線は、中空撚線２の外接円である。矢印Ｄｏで示されているのは、この外接円１６の直径である。本発明では、この直径Ｄｏは、「中空撚線の外径」と称される。体腔内に挿入されやすいとの観点から、外径Ｄｏは５．０ｍｍ以下が好ましく、３．０ｍｍ以下がより好ましく、２．０ｍｍ以下が特に好ましい。

図２において符号１８で示された二点鎖線は、中空撚線２の内接円である。矢印Ｄｉで示されているのは、この内接円１８の直径である。本発明では、この直径Ｄｉは、「中空撚線の内径」と称される。内部に他の部材が通されやすいとの観点から、内径Ｄｉは０．２ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましく、１．０ｍｍ以上が特に好ましい。

本発明では、中空撚線２の平均直径Ｄは、下記の数式によって算出される。
Ｄ＝ （Ｄｏ ＋ Ｄｉ） ／ ２
本発明では、中空撚線２の厚みＴは、下記の数式によって算出される。
Ｔ＝ （Ｄｏ − Ｄｉ） ／ ２

前述の通り、第一素線８は平線であり、第二素線１０も平線である。従って、厚みＴは、比較的小さい。換言すれば、外径Ｄｏに対する内径Ｄｉの比が、比較的大きい。この中空撚線２は、体腔に挿入されやすく、かつ、内部に他の部材が通されやすい。この観点から、厚みＴは０．５０ｍｍ以下が好ましく、０．４０ｍｍ以下がより好ましく、０．３０ｍｍ以下が特に好ましい。プッシャビリティ及び回転追従性の観点から、厚みＴは０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１０ｍｍ以上がより好ましく、０．２０ｍｍ以上が特に好ましい。

平均直径Ｄと厚みＴとの比（Ｄ／Ｔ）は、５以上２０以下が好ましい。比（Ｄ／Ｔ）が５以上である中空撚線２では、内部に他の部材が通されやすい。この観点から、比（Ｄ／Ｔ）は６以上がより好ましく、８以上が特に好ましい。比（Ｄ／Ｔ）が２０以下である中空撚線２は、プッシャビリティ及び回転追従性に優れる。この観点から、比（Ｄ／Ｔ）は１６以下がより好ましく、１４．５以下が特に好ましい。

図３において、矢印Ｗｗで示されているのは第一素線８（又は第二素線１０）の幅であり、矢印Ｔｗで示されているのは第一素線８（又は第二素線１０）の厚みである。幅Ｗｗは、厚みＴｗよりも大きい。幅Ｗｗの厚みＴｗに対する比（Ｗｗ／Ｔｗ）は、２以上１１以下が好ましい。比（Ｗｗ／Ｔｗ）が２以上である中空撚線２は、プッシャビリティに優れる。この観点から、比（Ｗｗ／Ｔｗ）は４以上がより好ましく、６以上が特に好ましい。比（Ｗｗ／Ｔｗ）が１１以下である中空撚線２では、剛性が過大でない。従ってこの中空撚線２は、体腔内を進行しやすい。しかも、比（Ｗｗ／Ｔｗ）が１１以下である素線は、撚られるときに変形しにくい。これらの観点から、比（Ｗｗ／Ｔｗ）が１０以下が特に好ましい。

第一層４及び第二層６の両方に、平線が用いられる必要は無い。第一層４が平線から形成され、第二層６が丸線から形成されてもよい。第一層４が丸線から形成され、第二層６が平線から形成されてもよい。丸線とは、長さ方向に対して垂直な断面における輪郭形状が円である素線を意味する。

理想的には、第一素線８及び第二素線１０の両方が平線である。この中空撚線２では、第二素線１０が第一素線８と面接触する。この中空撚線２は、プッシャビリティ及び回転追従性に優れる。

前述の通り、第一層４は複数の第一素線８が撚られて形成されている。従ってこの第一層４は、伸びにくい。さらに、この第一層４では、長さ方向に対する第一素線８の傾斜角度θ１（図１参照）が小さい。この第一層４は、中空撚線２のプッシャビリティ及び回転追従性に寄与しうる。これらの観点から、角度θ１は８５°以下が好ましく、８０°以下がより好ましく、７５°以下が特に好ましい。角度θ１は、３０°以上が好ましい。

小さな角度θ１が達成されるとの観点から、第一層４における第一素線８の数は３本以上が好ましく、６本以上がより好ましく、８本以上が特に好ましい。この数は、１２本以下が好ましい。

前述の通り、第二層６は複数の第二素線１０が撚られて形成されている。従ってこの第二層６は、伸びにくい。さらに、この第二層６では、長さ方向に対する第二素線１０の傾斜角度θ２（図１参照）が小さい。この第二層６は、中空撚線２のプッシャビリティ及び回転追従性に寄与しうる。これらの観点から、角度θ２は８５°以下が好ましく、８０°以下がより好ましく、７５°以下が特に好ましい。角度θ２は、３０°以上が好ましい。

小さな角度θ２が達成されるとの観点から、第二層６における第二素線１０の数は３本以上が好ましく、６本以上がより好ましく、８本以上が特に好ましい。この数は、１２本以下が好ましい。

前述の通り、第二素線１０の撚り方向は、第一素線８の撚り方向と逆である。この中空撚線２が左方向に回転させられたとき、第一層４には捻りだまりが生じない。従って、この第一層４が、回転追従性に寄与する。この中空撚線２が右方向に回転させられたとき、第二層６には捻りだまりが生じない。従って、この第二層６が、回転追従性に寄与する。この中空撚線２は、回転方向にかかわらず、回転追従性に優れる。

この中空撚線２が製造されるには、まず母線に伸線及び圧延が施され、第一素線８及び第二素線１０が得られる。次に、芯線が準備される。この芯線の周りにて複数の第一素線８が撚られ、第一層４が形成される。この第一層４の周りにて複数の第二素線１０が撚られ、第二層６が形成される。第二素線１０の撚り方向は、第一素線８の撚り方とは逆である。この第一層４及び第二層６からなる撚線に、後熱処理が施される。後熱処理により、第一層４及び第二層６の形状が安定する。熱処理後の撚線が、所定長さに切断される。さらに、第一層４から芯線が引き抜かれることで、中空撚線２が得られる。

図４は、本発明の他の実施形態に係る中空撚線の素線１９が示された斜視図である。この中空素線は、図１に示された中空撚線２と同様、第一層及び第二層を有する。第一層は、３本以上の素線１９が撚られることで形成されている。第二層は、３本以上の素線１９が撚られることで形成されている。

素線１９は、内平坦面２０、外平坦面２２及び一対の側平坦面２４を有している。本発明では、内平坦面２０、外平坦面２２及び一対の側平坦面２４を有し、かつ幅Ｗｗが厚みＴｗよりも大きい素線は、「角線」と称される。角線は、平線でもある。好ましい角線では、側平坦部２４の厚みは、厚みＴｗの半分以上である。

角線１８の側平坦面２４は、隣接する角線１８の側平坦面２４と当接する。この当接は、中空撚線の曲げに対する抵抗力を生む。角線１８を有する中空撚線は、プッシャビリティに優れる。

図５は、本発明のさらに他の実施形態に係る中空撚線２６の一部が示された正面図である。この中空撚線２６も、医療機器の１つの部材である。この中空撚線２６は、第一層４、第二層６及び第三層２８を有している。第一層４、第二層６及び第三層２８のそれぞれは、３本以上の平線が撚られることで形成されている。本実施形態では、第一層４及び第二層６の構造は、図１−３に示された中空撚線２のそれらと同じである。換言すれば、この中空撚線２６は、図１−３に示された中空撚線２の外周が第三層２８で覆われた構造を有する。本実施形態では、第三層２８は、図３に示された平線８が撚られることで形成されている。第三層２８における平線８の数は、８である。

図５に示されるように、第三層２８の撚り方向は、第一層４の撚り方向と同じであり、第２層の撚り方向とは逆である。本実施形態では、第一層４及び第三層２８の撚り方向は「Ｚ方向」であり、第二層６の撚り方向は「Ｓ方向」である。この中空撚線２６では、捻りだまりが抑制されうる。第一層４及び第三層２８の撚り方向が「Ｓ方向」であり、かつ第二層６の撚り方向が「Ｚ方向」であってもよい。

この中空撚線２６でも、平均直径Ｄと厚みＴとの比（Ｄ／Ｔ）は、５以上２０以下が好ましい。比（Ｄ／Ｔ）が５以上である中空撚線２６では、内部に他の部材が通されやすい。この観点から、比（Ｄ／Ｔ）は６以上がより好ましく、８以上が特に好ましい。比（Ｄ／Ｔ）が２０以下である中空撚線２６は、プッシャビリティ及び回転追従性に優れる。この観点から、比（Ｄ／Ｔ）は１６以下がより好ましく、１４．５以下が特に好ましい。

第一層４、第二層６及び第三層２８の全てに、平線８が用いられる必要は無い。いずれかの層に平線８が用いられ、他の層に丸線が用いられてもよい。理想的には、第一層４、第二層６及び第三層２８の全てに、平線８が用いられる。第一層４、第二層６又は第三層２８に角線１８が用いられてもよい。

図５において符号θ３で示されているのは、第三層２８の素線の傾斜角度である。中空撚線２６のプッシャビリティ及び回転追従性の観点から、角度θ３は８５°以下が好ましく、８０°以下がより好ましく、７５°以下が特に好ましい。角度θ３は、３０°以上が好ましい。

小さな角度θ３が達成されるとの観点から、第三層２８における素線の数は３本以上が好ましく、６本以上がより好ましく、８本以上が特に好ましい。この数は、１２本以下が好ましい。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
その材質がＳＵＳ３０４である鋼材に伸線加工及び圧延加工を施して、素線（平線）を得た。この素線の、幅Ｗｗは０．２７ｍｍであり、厚みＴｗは０．０４５ｍｍであった。芯線の上で８本の平線を撚って、第一層を形成した。この第一層の撚り方向はＺ方向であった。この第一層の上にて８本の平線を撚って、第二層を形成した。この第二層の撚り方向はＳ方向であった。この第二層の上にて８本の平線を撚って、第三層を形成した。この第三層の撚り方向はＺ方向であった。この第三層の素線の傾斜角度θ３は、６７°であった。これらの素線からなる撚線を、後熱処理に供した。この撚線を、所定長さに切断した。この撚線から芯線を抜き取り、実施例１の中空撚線を得た。この中空撚線の、外径Ｄｏは１．７７０ｍｍであり、内径Ｄｉは１．５００ｍｍであった。

［実施例２−１２、従来例１−３及び比較例１−３］
各層の構成を下記の表１−４に示されるとおりとした他は実施例１と同様にして、実施例２−１２、従来例１−３及び比較例１−３の中空撚線を得た。

［回転追従性］
回転追従性は、中空撚線の基端側を回転させたときの、基端側の回転角と先端側の回転角との差によって評価される。図６に示されるように、二重スパイラル部３８、第一ストレート部４０及び第二ストレート部４２を有する硬質パイプ４４が準備される。二重スパイラル部３８の直径は、２００ｍｍである。この硬質パイプ４４に、中空撚線が通される。この中空撚線の基端側４６に、図６において矢印Ａ１で示される方向に、回転力が負荷される。これにより、中空撚線の先端側４８は、矢印Ａ２で示されるように回転する。基端側４６の回転角と先端側４８の回転角とが、同時に測定される。

図７は、図６の方法で測定された回転追従性の結果が示されたグラフである。図７では、中空撚線の基端側の回転角と、同時点の先端側の回転角とが、対応付けて表されている。換言すれば、図７は、中空撚線における、入力回転角と出力回転角との関係を示すグラフである。グラフの中の破線は、全測定角度範囲（入力回転角が０°から約７２０°までの範囲）において基端側の回転角と先端側の回転角との差がゼロであることを示す直線である。測定対象である中空撚線の基端側の回転角と先端側の回転角との差は、図中の破線と測定値曲線との縦軸方向の差として表される。入力回転角が０°から７２０°である範囲において測定された回転角度差のうちの、最大値が、回転追従性と相関する値である。各中空撚線の角度差の最大値が、指数として下記の表１−４に示されている。この指数が小さい中空撚線は、回転追従性に優れる。

［剛性］
図８に示されるように、中空撚線２の第一端５０の近傍を治具５２でチャックした。この治具５２から、中空撚線２の第二端５４までの距離は、１００ｍｍであった。中空撚線２は自重で湾曲し、第二端５４が下方へ移動した。この移動距離Ｌを、測定した。この移動距離Ｌが、指数として下記の表１−４に示されている。この指数が小さい中空撚線の剛性は、大きい。この指数が小さい中空撚線は、プッシャビリティに優れる。

表１−４に示されるように、各実施例の中空撚線は、回転追従性及びプッシャビリティに優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明かである。

本発明に係る中空撚線は、様々な医療機器に適用されうる。

２、２６・・・中空撚線
４・・・第一層
６・・・第二層
８・・・第一素線
１０・・・第二素線
１９・・・素線
２８・・・第三層

Claims (6)

1. ３本以上の第一素線が撚られることで形成されその内側が中空となっている第一層と、
   ３本以上の第二素線が撚られることで形成されており上記第一層の外側に位置する第二層とを備えており、
   上記第一素線及び／又は上記第二素線が平線であり、
   上記第二素線の撚り方向が上記第一素線の撚り方向と逆であり、
   その平均直径Ｄの、その厚みＴに対する比（Ｄ／Ｔ）が、５以上２０以下であり、
   上記平線における、幅Ｗｗの厚みＴｗに対する比（Ｗｗ／Ｔｗ）が、２以上１１以下である中空撚線。
2. 上記第一素線及び上記第二素線のそれぞれが平線である請求項１に記載の中空撚線。
3. 上記第一素線の撚り角度が８５°以下であり、上記第二素線の撚り角度が８５°以下である請求項１又は２に記載の中空撚線。
4. 上記平線が角線である請求項１から３のいずれかに記載の中空撚線。
5. 中空撚線を備えており、
   上記中空撚線が、３本以上の第一素線が撚られることで形成されその内側が中空となっている第一層と、３本以上の第二素線が撚られることで形成されており上記第一層の外側に位置する第二層とを有しており、
   上記第一素線及び／又は上記第二素線が平線であり、
   上記第二素線の撚り方向が上記第一素線の撚り方向と逆であり、
   上記中空撚線における、平均直径Ｄの、その厚みＴに対する比（Ｄ／Ｔ）が、５以上２０以下であり、
   上記平線における、幅Ｗｗの厚みＴｗに対する比（Ｗｗ／Ｔｗ）が、２以上１１以下である医療機器。
6. ３本以上の第一素線が撚られることで形成されその内側が中空となっている第一層と、
   ３本以上の第二素線が撚られることで形成されており上記第一層の外側に位置する第二層と、
   ３本以上の第三素線が撚られることで形成されており上記第二層の外側に位置する第三層とを備えており、
   上記第一素線、上記第二素線及び上記第三素線のうちの少なくとも１つが平線であり、
   上記第二素線の撚り方向が上記第一素線の撚り方向と逆であり、
   上記第三素線の撚り方向が上記第一素線の撚り方向と同じであり、
   上記中空撚線における、平均直径Ｄの、その厚みＴに対する比（Ｄ／Ｔ）が、５以上２０以下であり、
   上記平線における、幅Ｗｗの厚みＴｗに対する比（Ｗｗ／Ｔｗ）が、２以上１１以下である中空撚線。
   
   

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