JP7267808B2 - 画像診断装置、画像診断システム、画像診断用カテーテル及びプライミング方法 - Google Patents

Description

本開示は、画像診断装置、画像診断システム、画像診断用カテーテル及びプライミング方法に関する。

画像診断用カテーテルと画像診断装置とを有する画像診断システムが知られている（例えば、特許文献１～２参照）。

特開２０１８－１５３５６３号公報 特開２００４－３３７３２０号公報

前述したような画像診断用カテーテルは、内腔が非常に細長く、プライミングするときに内腔から空気を排出することが難しい。

本開示は、このような点に鑑み、画像診断用カテーテルの内腔をプライミングするときに内腔から空気を排出し易い画像診断装置、画像診断システム、画像診断用カテーテル及びプライミング方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様としての画像診断装置は、画像診断用カテーテルの内腔内に位置する信号送受信部から生体の脈管の画像を生成するデータを取得する制御部と、前記画像診断用カテーテルを着脱可能な取付部と、前記取付部を介して前記画像診断用カテーテルに伝達される振動を発生する振動発生器とを有する。

本発明の１つの実施形態として、画像診断装置は、前記画像診断用カテーテルが、手元外管と手元内管とから構成されるテレスコープ部を有し、前記取付部が、前記手元外管を着脱可能な手元外管取付部を有し、前記振動発生器が、前記手元外管取付部に位置する。

本発明の１つの実施形態として、画像診断装置は、さらに、前記取付部に前記画像診断用カテーテルが取付られたことを検出する取付センサを有し、前記振動発生器が、前記取付センサの検出結果に応じて作動する。

本発明の１つの実施形態として、画像診断装置は、さらに、前記信号送受信部が位置する先端部を有する駆動シャフトを所定位置までプルバックするプルバック駆動部を有し、前記制御部が、前記駆動シャフトが前記所定位置にあるときにのみ、前記振動発生器を作動させる。

本発明の１つの実施形態として、画像診断装置は、さらに、前記信号送受信部を回転する回転駆動部を有する。

本発明の第２の態様としての画像診断システムは、内腔と、前記内腔内に位置する信号送受信部とを備える画像診断用カテーテルと、前記信号送受信部から生体の脈管の画像を生成するデータを取得する制御部と、前記画像診断用カテーテルを着脱可能な取付部とを備える画像診断装置とを有し、前記画像診断装置が、前記取付部を介して前記画像診断用カテーテルに伝達される振動を発生する振動発生器を有する。

本発明の１つの実施形態として、画像診断システムは、前記画像診断用カテーテルが、手元外管と手元内管とから構成されるテレスコープ部を有し、前記手元外管が前記永久磁石を有し、前記振動発生器が、前記手元外管取付部への前記手元外管の取付により、前記永久磁石の磁力によって磁歪振動子のバイアス磁界を発生する磁歪部材によって構成される。

本発明の第３の態様としての画像診断用カテーテルは、内腔とテレスコープ部とを有するカテーテル本体部を有し、前記テレスコープ部が、永久磁石を備える手元外管と、手元内管とから構成される。

本発明の第４の態様としてのプライミング方法は、内腔を備える画像診断用カテーテルと取付部及び振動発生器を備える画像診断装置とを準備する準備ステップと、前記画像診断用カテーテルが前記取付部に取付られた取付状態において、前記振動発生器によって発生した振動を前記取付部を介して前記画像診断用カテーテルに伝達する振動ステップと、前記振動ステップの最中又は後に前記内腔をプライミングするプライミングステップとを有する。

本開示によれば、画像診断用カテーテルの内腔をプライミングするときに内腔から空気を排出し易い画像診断装置、画像診断システム、画像診断用カテーテル及びプライミング方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る画像診断システムをプライミングを行っている状態で示す外観図である。 図１に示す画像診断用カテーテルをカテーテル本体部が最も収縮した収縮状態で示す外観図である。 図１に示す画像診断用カテーテルをカテーテル本体部が最も伸長した伸長状態で示す外観図である。 図１に示す画像診断用カテーテルの液導入部の周辺部分を拡大して示す一部断面外観図である。 図１に示す画像診断用カテーテルの手元外管の周辺部分を拡大して示す一部断面外観図である。 図１に示す画像診断用カテーテルの先端の周辺部分を拡大して示す一部断面外観図である。 図１に示す画像診断装置の取付部に位置する振動発生器を示す概念図である。 本発明の一実施形態に係るプライミング方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る画像診断装置、画像診断システム、画像診断用カテーテル及びプライミング方法について詳細に例示説明する。

まず、本発明の一実施形態に係る画像診断システム、画像診断装置及び画像診断用カテーテルについて詳細に例示説明する。図１に示すように、本実施形態に係る画像診断システム１は、画像診断用カテーテル２（以下、カテーテル２ともいう）及び画像診断装置３を有する。画像診断装置３は、モータ駆動ユニット３ａ（以下、ＭＤＵ３ａともいう）、制御装置３ｂ及びディスプレイ３ｃを有する。

カテーテル２は、人体等の生体における血管等の脈管に導入されて脈管内を撮像する。図２に示すように、カテーテル２は、基端ハウジング部４、カテーテル本体部５及びガイド部６を有する。カテーテル本体部５は、開口７ａを備える基端７（図４参照）と、排出口８ａを備える先端８（図６参照）とを有するとともに、中心軸線Ｘ１を中心とする管状である。つまり、カテーテル本体部５は、開口７ａから排出口８ａまで延在する内腔９を有する。内腔９は、開口７ａと排出口８ａとの間において中心軸線Ｘ１に沿う軸方向に亘ってカテーテル本体部５の外部空間Ｓから隔離される。カテーテル本体部５は、図２に示すような、軸方向に最も収縮した収縮状態と、図３に示すような、軸方向に最も伸長した伸長状態との間で伸縮可能である。

図４に示すように、基端ハウジング部４は、液導入部１０及びジョイント１１を有する。液導入部１０は、生理食塩液などのプライミング用の液体（以下、プライミング液ともいう）を導入可能な液導入口１０ａと、液導入口１０ａから開口７ａまで延在する内腔１０ｂとを有する。

ジョイント１１は、ＭＤＵ３ａの回転駆動部２６のハウジング２６ｂのジョイント取付部２６ａに着脱可能である。ジョイント１１は、中心軸線Ｘ１を中心とする管状であり、その内部にコネクタ１２が位置する。コネクタ１２は、ＭＤＵ３ａの回転駆動部２６の主軸２６ｃに機械的且つ電気的に接続される。コネクタ１２は、その先端に位置するとともに、イメージングコア１３の基端に一体に連なる、中心軸線Ｘ１を中心とする先端シャフト１２ａを有する。先端シャフト１２ａは、液導入部１０とジョイント１１との間に位置する枢支部１４により、回転可能に支持される。枢支部１４と先端シャフト１２ａとは、全周に亘って密接する。

液導入部１０、枢支部１４及びジョイント１１を含むハブ１５は、液導入部１０より先端側に位置するとともに中心軸線Ｘ１を中心とする管状の先端管部１５ａを有する。ハブ１５の先端管部１５ａの内周面には、フレキシブルな管から構成される手元内管１６ａの基端が一体に連なる。図５に示すように、手元内管１６ａの先端は、手元外管１６ｂの内部に位置する。手元外管１６ｂは、フレキシブルな管から構成される外管１７と、中心軸線Ｘ１を中心とする管状のユニットコネクタ１８とから構成される。外管１７の基端は、ユニットコネクタ１８の内周面に一体に連なる。手元内管１６ａと手元外管１６ｂとからテレスコープ部１６が構成される。テレスコープ部１６が収縮状態となることにより、カテーテル本体部５が収縮状態となる。テレスコープ部１６が伸長状態となることにより、カテーテル本体部５が伸長状態となる。

ユニットコネクタ１８は、手元内管１６ａの外周面に対し、周方向に亘って密接し且つ相対的に軸方向に摺動可能な摺接部１８ａを有する。手元内管１６ａの先端は、径方向外側に突出するストッパ１６ａ１を有する。手元内管１６ａは、ストッパ１６ａ１がユニットコネクタ１８の内周面に設けられた段部に当接するまで、手元外管１６ｂの内部から引き出される。手元内管１６ａが手元外管１６ｂの内部に最も深く挿入された状態が収縮状態であり、手元内管１６ａが手元外管１６ｂの内部に最も浅く挿入された状態が伸長状態である。ユニットコネクタ１８の外周面は、ＭＤＵ３ａのＵ字形状を有する手元外管取付部３０に着脱可能な縮径部１８ｂを有する。

手元外管１６ｂの先端は、中心軸線Ｘ１を中心とする管状の中継コネクタ１９の内周面における基端に一体に連なる。中継コネクタ１９の内周面には、フレキシブルな保護管２０の先端が一体に連なる。保護管２０は、手元内管１６ａの内部に位置する。保護管２０の基端は、図４に示すように、収縮状態において、手元内管１６ａの基端の内部で終端する。中継コネクタ１９の内周面には、フレキシブルな管状のシース２１の基端が一体に連なる。

図６に示すように、シース２１の先端部は、先端部材２２に一体に連なっている。先端部材２２は、先端に排出口８ａを区画する中心軸線Ｘ１を中心とする管状の排出管部２２ａと、排出管部２２ａに一体に連なるとともに中心軸線Ｘ２を有する管状のガイド部６とを有する。中心軸線Ｘ２は、中心軸線Ｘ１と平行又は略平行である。シース２１の先端部は、排出管部２２ａの内周面における基端部に一体に連なる。排出口８ａは、プライミング液を排出する。ガイド部６は、図示しないガイドワイヤが挿入される内腔６ａを有する。ガイド部６は、Ｘ線の透過が抑制される先端マーカー部６ｂを有する。

このように、カテーテル本体部５は、ハブ１５の先端管部１５ａ、手元内管１６ａ、手元外管１６ｂ（外管１７及びユニットコネクタ１８）、保護管２０、中継コネクタ１９、シース２１、及び先端部材２２の排出管部２２ａから構成される（図２～図６参照）。

図６に示すように、カテーテル本体部５の内腔９には、イメージングコア１３が配置されている。イメージングコア１３は、信号送受信部１３ａと駆動シャフト１３ｂとによって構成される。信号送受信部１３ａは、内腔９内に位置する。駆動シャフト１３ｂは、信号送受信部１３ａが位置する先端部を有する。信号送受信部１３ａは、脈管を撮像するために生体の脈管との間で信号（超音波及び／又は電磁波）を送受信可能である。

図４～図６に示すように、駆動シャフト１３ｂは、シース２１、中継コネクタ１９、保護管２０、手元内管１６ａ、及びハブ１５の先端管部１５ａの内部に位置する。駆動シャフト１３ｂは、コイルシャフト２３によって形成される。駆動シャフト１３ｂは、右巻き、左巻き、右巻きなどのように交互に巻き方向を変えた３層のコイルシャフト２３によって形成されてもよい。駆動シャフト１３ｂ（コイルシャフト２３）の先端は、信号送受信部１３ａの基端に一体に連なる。駆動シャフト１３ｂ（コイルシャフト２３）の基端は、コネクタ１２の先端シャフト１２ａの先端に一体に連なる。駆動シャフト１３ｂ（コイルシャフト２３）は、中心軸線Ｘ１を中心とするコネクタ１２の回転を信号送受信部１３ａまで伝達する。駆動シャフト１３ｂ（コイルシャフト２３）は、カテーテル本体部５が収縮状態（図２参照）から伸長状態（図３参照）に変化する際に、信号送受信部１３ａを基端側に後退させることができる。駆動シャフト１３ｂ（コイルシャフト２３）は、カテーテル本体部５が伸長状態から収縮状態に変化する際に、信号送受信部１３ａを先端側に前進させることができる。コイルシャフト２３の内部には、信号送受信部１３ａとコネクタ１２とを互いに電気的に接続する信号線２４が位置する。

図１に示すように、ＭＤＵ３ａは、カテーテル２を着脱可能な取付部２５と、駆動シャフト１３ｂを回転することで信号送受信部１３ａを回転する回転駆動部２６と、回転している駆動シャフト１３ｂを所定位置までプルバックするように回転駆動部２６を移動するプルバック駆動部２７とを有する。駆動シャフト１３ｂの回転速度は、複数の設定値から選択可能であってもよい。複数の設定値の一つは、１８００ｒｐｍであってもよい。所定位置は、カテーテル本体部５が伸長状態となる位置である。制御装置３ｂは、信号送受信部１３ａから生体の脈管の画像を生成するデータを取得する制御部２８を有する。制御部２８は、回転駆動部２６に駆動シャフト１３ｂを回転させるとともにプルバック駆動部２７に回転駆動部２６を移動させながら、信号送受信部１３ａに生体の脈管との間で信号を送受信させることにより、脈管の画像を生成するデータを取得する。制御部２８は、ＣＰＵなどのプロセッサなどによって構成される。ディスプレイ３ｃは、制御部２８が取得したデータに基づく脈管の画像を表示する。

回転駆動部２６は、ジョイント取付部２６ａを有するハウジング２６ｂと、ハウジング２６ｂの内部に位置する主軸２６ｃと、主軸２６ｃを回転する回転駆動源２６ｄとを有する。ジョイント１１がジョイント取付部２６ａに取付られると、主軸２６ｃがコネクタ１２と電気的に接続され、それにより、信号送受信部１３ａと制御部２８とが電気的に接続される。また、ジョイント１１がジョイント取付部２６ａに取付られると、主軸２６ｃがコネクタ１２と機械的に接続され、それにより、駆動シャフト１３ｂが回転駆動源２６ｄに機械的に接続される。回転駆動源２６ｄは、モータによって構成される。回転駆動源２６ｄは、主軸２６ｃ及びコネクタ１２を介して、駆動シャフト１３ｂを中心軸線Ｘ１を中心に回転する。

プルバック駆動部２７は、モータなどの回転駆動源２７ａと、ハウジング２６ｂを回転駆動源２７ａにより進退移動させるボールねじ機構２７ｂとを有する。ボールねじ機構２７ｂは、基台２９に軸支されるとともに回転駆動源２７ａによって回転されるねじ軸２７ｃと、ハウジング２６ｂに一体に連なるナット２７ｄとで構成される。

手元外管取付部３０は、基台２９に一体に連なるとともに、手元外管１６ｂを着脱可能である。ジョイント取付部２６ａと手元外管取付部３０とにより、カテーテル２を着脱可能な取付部２５が構成される。

脈管の撮像の前に、カテーテル２は、内腔９から空気を排出するためにプライミングされる。プライミング液は、シリンジ３１によって構成されるプライミング液導入器具により、液導入部１０から内腔９に導入される。プライミングは、カテーテル２をＭＤＵ３ａの取付部２５に取付る前に１度行ってから、カテーテル２をＭＤＵ３ａの取付部２５に取付た後に、もう１度行ってもよい。プライミングは、内腔９の体積が最も大きくなる伸長状態において行うことが好ましい。

プライミングは、内腔９に残留する気泡の量を抑制するために、カテーテル２を振動させながら行うことが有利である。このために、画像診断装置３は、取付部２５を介してカテーテル２に伝達される振動を発生する振動発生器３２を有する。図７に示すように、振動発生器３２は、手元外管取付部３０に位置する。手元外管１６ｂは永久磁石３３を有する。振動発生器３２は、手元外管取付部３０への手元外管１６ｂの取付により、永久磁石３３の磁力によって磁歪振動子のバイアス磁界を発生する磁歪部材３２ａによって構成される。つまり、振動発生器３２は、手元外管取付部３０への手元外管１６ｂの取付によって作動可能な状態になる磁歪振動子として構成される。磁歪部材３２ａは、中心軸線Ｘ１と垂直な断面において上方に開口する凹部を形成するＵ字形状を有する手元外管取付部３０の内部に位置し、当該断面において、手元外管取付部３０の形状に沿うＵ字形状を有する。

手元外管取付部３０の凹部に手元外管１６ｂをスナップ嵌合させると手元外管１６ｂの永久磁石３３がバイアス磁界を発生するように適切に配置される。このような適切な配置を確実にするために、手元外管取付部３０と手元外管１６ｂとの間にスナップ嵌合時の両者の中心軸線Ｘ１を中心とする周方向の相対的位置を規制する規制手段を設けてもよい。規制手段は、互いに係合する凹部と凸部であってもよいし、位置決めのための目印となる表示（線、図及び／又は文字など）であってもよい。手元外管取付部３０の凹部は、手元外管１６ｂが押圧嵌合される構成であってもよい。

磁歪部材３２ａの第１端部と第２端とには、交流電源３４を含む回路３５を構成する導線が互いに同じ巻き方向となるように巻かれる。図示の例では左巻き方向であるが、右巻き方向としてもよい。したがって、永久磁石３３と磁歪部材３２ａとによってバイアス磁界が発生した状態で回路３５に交流電流が流れると、磁歪部材３２ａが振動し、その振動が手元外管取付部３０、手元外管１６ｂを介してカテーテル２全体に伝達される。これにより、内腔９に残留する気泡に振動が伝わり、気泡がプライミング液によって移動し易い状態となる。このように、カテーテル２を振動させている最中又はカテーテル２を振動させた後にプライミングを行うことで、内腔９に残留する気泡の量を抑制することができる。

画像診断装置３は、手元外管取付部３０に手元外管１６ｂが取付られたことを検出する取付センサ３６を有してもよい。取付センサ３６は、圧力センサ、バイアス磁界を検出する磁気センサ、その他のセンサであってもよい。振動発生器３２は、取付センサ３６の検出結果に応じて作動（つまり、振動）してもよい。振動発生器３２は、取付センサ３６が手元外管取付部３０への手元外管１６ｂの取付を検出したときから所定時間に亘って作動するように構成されてもよい。振動発生器３２は、取付センサ３６が手元外管取付部３０への手元外管１６ｂの取付を検出している間だけ、制御部２８からの信号に応じて作動するように構成されてもよい。振動発生器３２は、駆動シャフト１３ｂがプルバックの終了位置（上記の所定位置）にあるときにのみ、制御部２８によって作動させられるように構成されてもよい。

振動発生器３２は、内腔９の全体に効率的に振動を伝えるために手元外管取付部３０に位置することが好ましい。しかし、振動発生器３２は、ジョイント取付部２６ａに位置してもよいし、取付部２５を介して内腔９に振動を伝達できれば、ＭＤＵ３ａにおける取付部２５以外の部分に位置してもよい。振動発生器３２としては、磁歪振動子に限らず、圧電振動子、偏心モータなど種々の形式のものを使用することができる。

次に、本発明の一実施形態に係るプライミング方法について詳細に例示説明する。本実施形態に係るプライミング方法は、図１～図７に示した画像診断システム１を用いているが、他の構成の画像診断システムを用いる場合にも適用可能である。図８に示すように、本実施形態に係るプライミング方法は、準備ステップＳ１、振動ステップＳ２及びプライミングステップＳ３を有する。

準備ステップＳ１は、内腔９を備えるカテーテル２と取付部２５及び振動発生器３２を備える画像診断装置３とを準備するステップである。振動ステップＳ２は、カテーテル２が取付部２５に取付られた取付状態において、振動発生器３２によって発生した振動を取付部２５を介してカテーテル２に伝達するステップである。プライミングステップＳ３は、振動ステップＳ２の最中又は後に内腔９をプライミングするステップである。

本実施形態に係るプライミング方法によれば、カテーテル２の内腔９をプライミングするときに内腔９から空気を排出し易くすることができる。

前述した実施形態は、本発明の実施形態の一例にすぎず、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、カテーテル２は、前記の実施形態では生体の脈管の画像を生成するデータを取得するために信号送受信部１３ａを回転させる駆動シャフト１３ｂを有するが、信号送受信部１３ａが回転によらずにデータを取得できるように構成されている場合などにおいては、このような回転のための駆動シャフト１３ｂを有さなくてもよい。また、そのようなカテーテル２に合わせて、画像診断装置３の構成も種々変更可能である。

１ 画像診断システム
２ カテーテル
３ 画像診断装置
３ａ ＭＤＵ
３ｂ 制御装置
３ｃ ディスプレイ
４ 基端ハウジング部
５ カテーテル本体部
６ ガイド部
６ａ 内腔
６ｂ 先端マーカー部
７ 基端
７ａ 開口
８ 先端
８ａ 排出口
９ 内腔
１０ 液導入部
１０ａ 液導入口
１０ｂ 内腔
１１ ジョイント
１２ コネクタ
１２ａ 先端シャフト
１３ イメージングコア
１３ａ 信号送受信部
１３ｂ 駆動シャフト
１４ 枢支部
１５ ハブ
１５ａ 先端管部
１６ テレスコープ部
１６ａ 手元内管
１６ａ１ ストッパ
１６ｂ 手元外管
１７ 外管
１８ ユニットコネクタ
１８ａ 摺接部
１８ｂ 縮径部
１９ 中継コネクタ
２０ 保護管
２１ シース
２２ 先端部材
２２ａ 排出管部
２３ コイルシャフト
２４ 信号線
２５ 取付部
２６ 回転駆動部
２６ａ ジョイント取付部
２６ｂ ハウジング
２６ｃ 主軸
２６ｄ 回転駆動源
２７ プルバック駆動部
２７ａ 回転駆動源
２７ｂ ボールねじ機構
２７ｃ ねじ軸
２７ｄ ナット
２８ 制御部
２９ 基台
３０ 手元外管取付部
３１ シリンジ
３２ 振動子
３２ａ 磁歪部材
３３ 永久磁石
３４ 交流電源
３５ 回路
３６ 取付センサ
Ｘ１、Ｘ２ 中心軸線
Ｓ 外部空間

Claims (7)

1. 画像診断用カテーテルの内腔内に位置する信号送受信部から生体の脈管の画像を生成するデータを取得する制御部と、前記画像診断用カテーテルを着脱可能な取付部と、前記取付部を介して前記画像診断用カテーテルに伝達される振動を発生する振動発生器とを有する画像診断装置であって、
   前記振動発生器が、前記取付部の内部に配置される磁歪部材と、前記磁歪部材に巻かれる導線とを有する、
   画像診断装置。
2. 前記画像診断用カテーテルが、手元外管と手元内管とから構成されるテレスコープ部を有し、
   前記取付部が、前記手元外管を着脱可能な手元外管取付部を有し、
   前記振動発生器が、前記手元外管取付部に位置する、請求項１に記載の画像診断装置。
3. さらに、前記取付部に前記画像診断用カテーテルが取付られたことを検出する取付センサを有し、
   前記振動発生器が、前記取付センサの検出結果に応じて作動する、請求項１又は２に記載の画像診断装置。
4. さらに、前記信号送受信部が位置する先端部を有する駆動シャフトを所定位置までプルバックするプルバック駆動部を有し、
   前記制御部が、前記駆動シャフトが前記所定位置にあるときにのみ、前記振動発生器を作動させる、請求項１～３のいずれか一項に記載の画像診断装置。
5. さらに、前記信号送受信部を回転する回転駆動部を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の画像診断装置。
6. 内腔と、前記内腔内に位置する信号送受信部とを備える画像診断用カテーテルと、
   前記信号送受信部から生体の脈管の画像を生成するデータを取得する制御部と、前記画像診断用カテーテルを着脱可能な取付部とを備える画像診断装置とを有し、
   前記画像診断装置が、前記取付部を介して前記画像診断用カテーテルに伝達される振動を発生する振動発生器を有する画像診断システムであって、
   前記画像診断用カテーテルが、手元外管と手元内管とから構成されるテレスコープ部を有し、
   前記手元外管が永久磁石を有し、
   前記振動発生器が、前記取付部への前記手元外管の取付により、前記永久磁石の磁力によって磁歪振動子のバイアス磁界を発生する磁歪部材によって構成される、
   画像診断システム。
7. 内腔を備える画像診断用カテーテルと取付部及び振動発生器を備える画像診断装置とを準備する準備ステップと、
   前記画像診断用カテーテルが前記取付部に取付られた取付状態において、前記振動発生器によって発生した振動を前記取付部を介して前記画像診断用カテーテルに伝達する振動ステップと、
   前記振動ステップの最中又は後に前記内腔をプライミングするプライミングステップとを有するプライミング方法。

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