JP7296945B2 - 医療デバイス - Google Patents

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Description

本発明は、生体管腔の物体を除去するための医療デバイスに関する。
血管内のプラークや血栓などによる狭窄部の治療方法は、バルーンにより血管を拡張する方法や、網目状またはコイル状のステントを血管の支えとして血管内に留置する方法などが挙げられる。しかしながら、これらの方法では、石灰化により硬くなっている狭窄部や、血管の分岐部で生じている狭窄部を治療することは、困難である。このような場合においても治療が可能な方法として、プラークや血栓などの狭窄物を切削して除去する方法がある。
例えば特許文献1には、物体を切削する作動ヘッドが、駆動シャフトの遠位部に固定されたデバイスが記載されている。このデバイスは、駆動シャフトを回転させて、作動ヘッドにより物体を切削できる。このデバイスは、手元に、デバイスの内部を密封するための密封構造を有している。密封構造は、密封用の流体を注入する注入ポートと、流体を吸引する吸引ポートとを備えている。
米国特許第8475484号明細書
特許文献1に記載のデバイスの作動ヘッドの向きを変えたい場合には、注入ポートと吸引ポートを備える密封構造の位置を変更する操作が必要である。しかしながら、密封構造は、チューブ等が接続されるため、操作が困難である。
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、生体管腔内で切削部の位置を容易に変更しつつ、生体管腔内の物体を良好に除去できる医療デバイスを提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明に係る医療デバイスは、血管内に挿入されて血栓、プラーク、アテロームまたは石灰化病変を除去する医療デバイスであって、回転可能である駆動シャフトと、前記駆動シャフトを回転可能に収容し、近位端に前記駆動シャフトが近位側へ導出される基端開口部が形成された外管と、前記駆動シャフトの遠位部に固定されて物体を切削する切削部と、前記駆動シャフトおよび外管の近位部が配置されるハブ部と、を有し、前記ハブ部は、ケーシングと、前記外管の近位部の外周面に固定されて前記外管を回転させる操作部と、前記ケーシングの遠位部に配置されて前記ケーシングに対して前記操作部を回転可能に支持する第1支持部と、前記ケーシングに収容され、流体を外部へ放出する吸引口および前記吸引口に連通する第1空間部が形成され、前記外管の基端開口部が前記第1空間部の内部に配置されて当該吸引口に前記外管のルーメンが連通し、前記駆動シャフトが貫通するハウジングと、前記ハウジングの前記第1空間部よりも遠位側の部位の内側表面および外管の外側表面の間、または、前記ハウジングの前記第1空間部よりも遠位側の部位の内側表面および操作部の外側表面の間に配置される第1シール部と、を有し、前記第1支持部と前記第1シール部が軸方向に沿って並んで配置される。
上記のように構成した医療デバイスは、外管の向きを変える回転操作時に力が作用する操作部が支持部により支持されるため、外管の回転中心が安定する。さらに、第1シール部も外管を支持するため、外管の回転中心がさらに安定する。これにより、外管を回転させる際に、第1シール部の外管または操作部に対する密着性の低下を抑制できる。このため、第1シール部から第1空間部への空気の流入を抑制でき、第1空間部の吸引圧力を適切に維持できる。したがって、医療デバイスは、生体管腔内で切削部の位置を容易に変更しつつ、切削した物体を良好に除去できる。
第1実施形態に係る医療デバイスを示す平面図である。 医療デバイスの近位部を示す断面図である。 医療デバイスの遠位部を示す断面図である。 医療デバイスを用いた処置方法を説明するためのフローチャートである。 第1実施形態に係る医療デバイスにより病変部を除去している状態を示す図であり、(A)は切削を開始した状態、(B)は外管を回転させつつ切削している状態、(C)は外管を移動させつつ切削している状態を示す。 第2実施形態に係る医療デバイスを示す断面図である。 図6のA-A線に沿う断面図であり、(A)は操作部を回転させる前の状態、(B)は操作部を回転操作している状態を示す。 第3実施形態に係る医療デバイスの近位部を示す断面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、図面における各部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。
<第1実施形態>
第1実施形態に係る医療デバイス10は、急性下肢虚血や深部静脈血栓症において、血管内に挿入され、血栓、プラーク、アテローム、石灰化病変等を破壊して除去する処置に用いられる。本明細書では、デバイスの血管に挿入する側を「遠位側」、操作する手元側を「近位側」と称することとする。なお、除去する物体は、必ずしも血栓、プラーク、アテローム、石灰化病変に限定されず、生体管腔内に存在し得る物体は、全て該当し得る。
医療デバイス10は、図1~3に示すように、長尺であって回転駆動される駆動シャフト20と、駆動シャフトを収容する内管50と、駆動シャフト20および内管50を収容する外管30と、血栓を切削する切削部40と、ハブ部60とを備えている。
駆動シャフト20は、長尺であり、回転力を切削部40に伝達する。駆動シャフト20は、生理食塩液等の液体を遠位側へ送液するための送液ルーメン21が形成されている。送液ルーメン21は、ガイドワイヤを通すガイドワイヤルーメンでもある。駆動シャフト20は、第1駆動シャフト22と、第1駆動シャフト22の近位側に位置する第2駆動シャフト23と、第2駆動シャフト23の近位部に固定される接続部24とを備えている。駆動シャフト20は、さらに、第1駆動シャフト22と第2駆動シャフト23を連結する筒状の連結部25と、保護管26とを備えている。
第1駆動シャフト22および第2駆動シャフト23は、柔軟で、かつ近位側から作用する回転の動力を遠位側に伝達可能な特性を有する。第1駆動シャフト22および第2駆動シャフト23は、複数の線材を並べて螺旋状に連結した管体である。したがって、第1駆動シャフト22および第2駆動シャフト23は、線材の隙間から流体を通過させる。第1駆動シャフト22および第2駆動シャフト23は、螺旋の巻回方向が逆方向である。第1駆動シャフト22の遠位部に、切削部40が固定されている。
接続部24は、第2駆動シャフト23の近位部に固定されている。接続部24は、後述する駆動部62から回転トルクを受ける剛直な管体である。接続部24は、駆動部62を貫通し、駆動ロータ62Aおよび図示しない軸受を介して駆動部62の内部で回転する。接続部24の構成材料は、トルクを効果的に伝達できるように、ある程度の剛性を有することが好ましく、例えばステンレス、Ta、Ti、Pt、Au、Wなどの金属材料が好適に使用できる。レーザー加工により、これらの金属材料の外周に螺旋状のスリットや溝を形成し、トルク伝達性を高めることができる。また、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、 (ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミドなどの樹脂材料を用いてもよく、剛性を保つため、これらの樹脂材料を上記金属外周に設けてもよい。
保護管26は、第1駆動シャフト22、第2駆動シャフト23および接続部24の内側を覆う管体である。保護管26は、送液ルーメン21内を通るガイドワイヤが、第1駆動シャフト22、第2駆動シャフト23および接続部24と擦れることを抑制する。保護管26は、第1駆動シャフト22と第2駆動シャフト23の連結部、および後述する第2空間部105の内部で、流体を通過させるために部分的に途切れている。なお、第1駆動シャフト22と第2駆動シャフト23の連結部において、保護管26は連続していてもよい。さらに、部分的に途切れさせる代わりに、保護管26の内面から外面に連通する側孔を設けてもよい。保護管26の近位端は、ハブ部60内でのガイドワイヤの擦れを抑制し、ガイドワイヤを導出するために、ハブ部60の近位端まで延在している。
駆動シャフト20の第1駆動シャフト22と第2駆動シャフト23の連結部の近傍は、内側(送液ルーメン21)の流体を外側へ通過される中央通過部27である。駆動シャフト20の第2空間部105の内部に位置する部位は、第2空間部105の液体を内側(送液ルーメン21)へ通過される近位通過部28である。駆動シャフト20は、遠位端に、液体を放出する放出開口部29を有している。
第1駆動シャフト22および第2駆動シャフト23の構成材料は、例えば、ステンレス、Ta、Ti、Pt、Au、W、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等のフッ素系ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド、などが好適に使用できる。駆動シャフト20は、第1駆動シャフト22および第2駆動シャフト23の2つに分割されなくてもよい。駆動シャフトは、螺旋状の線材により形成されなくてもよい。例えば、駆動シャフトは、螺旋状のスリットや溝をレーザー加工等により形成されてもよい。
外管30は、駆動シャフト20および内管50を収容する筒体である。外管30は、切削した血栓等の物体を吸引するための吸引ルーメン31が形成されている。外管30の近位部の外周面には、耐キンクプロテクタ32と、操作部70とが固定されている。耐キンクプロテクタ32は、外管30の近位側におけるキンクを抑制する。外管30は、操作部70に連結される部位よりも近位側の外表面に、後述する第1シール部92および第2支持部93が接している。外管30の操作部70が連結される部位およびさらにその近位側の部位は、剛直である。同様に、操作部70の外管30と連結される部位の少なくとも一部は剛直である。このため、外管30は、操作部70、第1シール部92および第2支持部93と、良好に接することができる。操作部70の第1シール部92および第2支持部93と接する外表面は、低摩擦で接触するように、滑らかに形成されている。操作部70は、ある程度の強度を有することが好ましく、構成材料として、ABS樹脂、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリアセタール(POM)、ポリフェニルサルフォン(PPSU)、ポリエチレン(PE)、カーボンファイバー、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂が好適に使用できる。ステンレス、Ta、Ti、Pt、Au、Wなどの金属、すなわち高密度材料を用いることで、回転操作の安定化を図ってもよい。操作部70の術者が触れる外表面は、高摩擦表面を形成してもよい。これにより、術者による確実かつ正確な回転トルク操作を実現できる。高摩擦表面は、ブチルゴム、イソプレンゴム、ブタジエン系ゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)など生体適合性のある高摩擦材料により形成してもよいし、外表面に凹凸を設けて術者の指が引っかかりやすくするように形成してもよい。外管30の近位部の外表面は、第1シール部92および第2支持部93と接する部位を除き、高い摩擦力を有している。すなわち、外管30の外表面は、遠位側から低摩擦抵抗、高摩擦抵抗、低摩擦抵抗の順番で形成される。このため、外管30を把持して操作部70の回転トルクが医療デバイス10の遠位側に伝わるように支持することができ、あるいは外管30自体により医療デバイス10の遠位側に回転トルクを作用させることが容易である。具体的には、外管30の体外露出部分における捩れや湾曲を解消することで、医療デバイス10の遠位端に操作部70の回転トルクを確実に伝えることができる。
外管30の遠位部は、生体管腔内で曲がるように、近位部よりも柔軟であることが好ましい。外管30の遠位部は、柔軟性を付与するために、例えば、螺旋状のスリットや溝をレーザー加工等により形成されてもよい。外管30の遠位部の加工された外表面は、樹脂等が被覆されてもよい。
外管30は、遠位端に、切削した物体や、駆動シャフト20から放出した液体を吸引する吸引開口部33を有している。外管30の遠位端は、切削部40の近位側に位置している。外管30は、遠位部に、湾曲部34を有している。湾曲部34は、外管30を回転させることで、外管30の遠位端および切削部40の位置および向きを変更するために利用できる。外管30は、近位端に、後述する第1空間部95の内部で開口する基端開口部35を有している。
外管30は、複数種類の異なる部材から構成されてもよい。例えば、樹脂製の管状部材30Bと、管状部材30Bの近位部の外周面に固定される補強管30A(図2の一点鎖線を参照)とから構成されてもよい。補強管30Aの材料は、管状部材30Bの材料よりも高密度の材料であり、例えばステンレス等の金属である。補強管30Aの外周面に、第1シール部92が接触する。
補強管30Aの内径は、管状部材30Bの内径よりも大きい。このため、補強管30Aの内側に、管状部材30Bを配置して固定できる。管状部材30Bの補強管30Aが配置される部位の外径は、管状部材30Bの他の部位の外径よりも小さくてもよい。これにより、管状部材30Bに補強管30Aが配置された外管30は、全体にわたって一定の外径となることができる。または、管状部材30Bの外径は、全体にわたって一定であってもよい。これにより、管状部材30Bに補強管30Aが配置された外管30の外径は、補強管30Aが配置される部位で大きくなる。補強管30Aの遠位端は、耐キンクプロテクタ32、操作部70、第1支持部67またはケーシング61の内部に配置される。これにより、外管30は、補強管30Aと管状部材30Bとの境界での折れ曲がりを抑制できる。補強管30Aが設けられる外管30は、操作部70から作用する回転力を、効果的に伝達させることができる。
外管30の構成材料は、ある程度の強度を有することが好ましく、例えば、ステンレス、Ta、Ti、Pt、Au、W、形状記憶合金などが好適に使用できる。外管30の構成材料は、ABS樹脂、ポリカーボネート(PC)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリアセタール(POM)、ポリフェニルサルフォン(PPSU)、ポリエチレン(PE)、カーボンファイバー、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などのエンジニアリングプラスチック等の樹脂でもよい。
切削部40は、血栓等の物体を切削するための部材である。切削部40は、第1駆動シャフト22の遠位部の外周面に固定されている。切削部40は、表面に、微小な砥粒を多数有している。または、切削部40は、鋭利な刃を備えてもよい。
切削部40の構成材料は、血栓を切削できる程度の強度を有することが好ましく、例えば、ステンレス、Ta、Ti、Pt、Au、W、形状記憶合金、超鋼合金などが好適に使用できる。
内管50は、外管30の内部で駆動シャフト20を囲んでいる柔軟な管体である。内管50は、内面と外面の間で流体を通過させる駆動シャフト20を囲むことで、駆動シャフト20を通過して、流体が送液ルーメン21から吸引ルーメン31へショートカットすることを抑制する。内管50は、近位側内管51と、遠位側内管52とを備えている。近位側内管51の基端部は、ハブ部60に固定されている。近位側内管51の遠位部は、駆動シャフト20の中央通過部27の近位側に位置している。近位側内管51は、ハブ部60の吸引圧力および送液圧力を、中央通過部27まで効果的に伝達する。遠位側内管52は、連結部25よりも遠位側で、他の部材に拘束されずに自由に回転可能となっている。遠位側内管52は、中央通過部27まで伝わったハブ部60の吸引圧力および送液圧力を、さらに遠位側まで効果的に伝達する。内管50の構成材料は、ある程度の柔軟性と低摩擦性を有することが望ましく、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、PTFE・ETFE等のフッ素系ポリマー、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレン(PE)、ポリエーテルブロックアシドコポリマー(PEBAX)、ポリイミドおよびその組み合わせが好適に使用できる。
ハブ部60は、ケーシング61と、駆動部62と、スイッチ63と、送液ポート64と、吸引ポート65と、電気ケーブル66とを備えている。ハブ部60は、さらに、操作部70と、回転規制部80と、吸引部90と、送液部100とを備えている。
ケーシング61は、駆動部62、送液部100および吸引部90を収容している。ケーシング61の遠位部には、操作部70を回転可能に支持する軸受状の第1支持部67が形成されている。第1支持部67はケーシング61と別体でもよい。
駆動部62は、例えば中空モータである。駆動部62は、電気ケーブル66を介して外部から供給される電力によって回転する。駆動部62には、駆動シャフト20の接続部24が貫通している。接続部24は、中空モータの中空の駆動ロータ62Aに、軸受等を介さずに直結されている。したがって、駆動部62は、駆動シャフト20をぶれずに高速で回転させることができる。接続部24の外径は、駆動ロータ62Aの外径よりも小さい。このため、接続部24の外周面に後述する送液シール部102を接触させるよりも、接続部24の外周面に送液シール部102を接触させる方が、送液シール部102の内径が小さくなる。したがって、接続部24と送液シール部102の摩擦抵抗が小さくなり、密封性を高めることができる。駆動部62の回転速度は、特に限定されないが、例えば5,000~200,000rpmである。また、製造上の組立性や電気的安全性向上のため、中空モータの中空の駆動ロータ62Aと、駆動シャフト20の間に他の管体を配置してもよい。当該管体は、金属、非導電性の金属、樹脂などの絶縁材料で構成されることができる。駆動部62に中空モータを用いることで、駆動部62と駆動シャフト20の回転軸さらに、外管30の回転軸をすべて同軸化することができる。これにより、駆動シャフト20の回転を高精度化し、安定化できるだけでなく、ギアなどによる駆動伝達部品による発熱、騒音の問題を解消できる。さらにハブ部60も小型化するため、術者がハブ部60を片手で操作できるようになる。なお、接続部24は、中空モータの構成の一部である駆動ロータであってもよい。
電気ケーブル66は、外部の電源または制御装置に接続可能である。スイッチ63は、術者が駆動部62の駆動および停止を操作する部位である。スイッチ63は、ケーシング61の遠位部の外面に位置している。このため、術者は、ケーシング61の遠位部に位置する操作部70、回転規制部80およびスイッチ63を片手で操作できる。
操作部70は、術者が指で操作して、外管30に回転トルクを作用させる部位である。操作部70は、外管30の近位部の外周面に固定されている。操作部70は、操作ダイヤル71と、受け溝72と、複数の係合部73とを備えている。操作ダイヤル71は、術者が指で操作する略円盤状の部位である。操作ダイヤル71の外周面は、操作しやすいように、高い摩擦抵抗を有している。受け溝72は、第1支持部67により回転可能に保持される部位である。第1支持部67と操作部70の接触面積は、第2支持部93と外管30の接触面積よりも大きい。複数の係合部73は、操作ダイヤル71の近位側の面に周方向に並ぶ凹部である。係合部73には、回転規制部80が嵌合可能である。受け溝72の第1支持部67に対する摩擦抵抗は、外管30の向きを保持できる程度に大きい。したがって、操作ダイヤル71が術者によって回転された後、指を離すと、受け溝72と第1支持部67の摩擦抵抗により、回転された位置が保持される。なお、外管30の外周面と第1シール部92の内周面の摩擦抵抗、あるいは外管30の外周面と第2支持部93の内周面の摩擦抵抗、あるいは操作部70の外周面と第1支持部67の内周面との摩擦抵抗を外管30の向きを保持する程度に大きく設定することで、同様の効果を得ることも可能である。これにより部品点数を減らし、構造を単純化することができる。具体的には、各々の外周面と内周面に凹凸構造を形成し、前記凹凸構造の摩擦抵抗は、外管30の向きを保持できる程度に大きく、摩擦抵抗を超える力によって変形する。
回転規制部80は、操作部70の回転を規制する部位である。回転規制部80は、ケーシング61の遠位部に、ケーシング61に対して摺動可能に設けられている。回転規制部80は、術者が指で操作する規制操作部81と、操作部70の係合部73に係合可能な突起部82とを備えている。術者が規制操作部81を遠位側へ移動させると、突起部82が遠位側へ移動し、突起部82が係合部73の1つに嵌合する。これにより、操作部70が回転不能となる。術者が規制操作部81を遠位側へ移動させると、突起部82が近位側へ移動し、突起部82が係合部73から抜ける。これにより、操作部70が回転可能となる。上記では、嵌合により回転不能としたが、突起部82または係合部73を変形可能として、操作ダイヤル71が一定以上の回転トルクを受けた場合にのみ、回転可能としてもよい。また、上記一定以上の回転トルクは、外管30の向きを保持できる程度に設定する。これにより規制操作部81が無い場合でも、外管30が回転された位置を保持しながら、術者が必要に応じて外管30の向きを変更できる。
送液ポート64は、外部の送液ポンプ等の送液源11に接続可能である。送液ポート64は、送液源11から、生体内へ送液する生理食塩液等の液体を供給される。送液ポート64は、供給された液体を、送液部100へ搬送する。送液源11は、送液圧力が生成できるものであればよく、ポンプ、点滴塔に吊られたバッグ、シリンジなどを用いることができる。ポンプ等のように、能動的に送液可能な送液源11を用いることで、送液量を安定化させることができる。
吸引ポート65は、外部の吸引ポンプ等の吸引源12に接続可能である。吸引ポート65は、吸引源12により吸引されて、吸引部90の内部の流体等を吸引源12へ向かって搬送する。吸引源12は、吸引圧力が生成できるものであればよく、ポンプ、シリンジなどを用いることができる。ポンプ等のように、能動的に吸引可能な吸引源12を用いることで、吸引圧を高め、吸引力を安定化・向上させることができる。
吸引部90は、外管30の吸引ルーメン31に吸引圧力を作用させる部位である。吸引部90は、第1ハウジング91と、第1シール部92と、第2支持部93とを備えている。
第1ハウジング91は、流体を外部へ放出する吸引口94と、吸引口94に連通する第1空間部95とを備えている。第1空間部95の内部には、外管30の基端開口部35が位置している。第1空間部95の近位部には、近位側内管51が固定されている。吸引口94は、吸引ポート65に接続されている。
第1シール部92は、第1空間部95の遠位部で、第1ハウジング91と外管30の間に位置している。第1シール部92は、第1空間部95の内部に、外部の空気が流入することを抑制する。さらに、第1シール部92は、外管30を回転可能に支持する。第1シール部92は、寸法精度が高く、面性状が滑らかであり、かつ柔軟性(密着性)が高い。これにより、第1シール部92は、接触する対象に対して、高い寸法精度で隙間なく密着し、密封性に優れる。第1シール部92の構成材料は、例えば天然ゴム、合成ゴム、シリコーン樹脂等が挙げられる。なお、第1シール部92は、第1空間部95の近位部に設けられてもよい。これにより、ハブ部60の全長が長くなる代わりに、外管30をより高精度に回転支持できる。
第2支持部93は、第1空間部95の遠位部で、第1ハウジング91と外管30の間に位置している。第2支持部93は、第1シール部92の近位側に位置している。第2支持部93は、摩擦抵抗が低いことが好ましい。第2支持部93の構成材料は、例えば、超高分子ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ABS樹脂、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、さらには、これらのうちの2種以上を組合せたもの(ポリマーアロイ、ポリマーブレンド、積層体等)が挙げられる。
送液部100は、吸引部90の近位側であって、駆動部62の遠位側に位置している。送液部100は、駆動シャフト20の送液ルーメン21に液体を送る部位である。送液部100は、第2ハウジング101と、送液シール部102と、固定部材103とを備えている。
第2ハウジング101は、外部から液体を送液される送液口104と、送液口104に連通する第2空間部105とを備えている。第2空間部105の内部には、駆動シャフト20が貫通している。第2空間部105の内部には、液体を送液ルーメン21へ通す近位通過部28が位置している。送液口104は、送液ポート64に接続されている。
送液シール部102は、第2空間部105の近位部で、第2ハウジング101と、駆動シャフト20の接続部24との間に位置している。送液シール部102は、第2空間部105の内部の加圧された液体が、外部へ流出することを抑制する。送液シール部102は、高速で回転する接続部24と接触するため、摩擦抵抗が低く、耐熱性が高く、線膨張率が低く、耐摩耗性が高いことが好ましい。送液シール部102の構成材料は、例えば、超高分子ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアセタール(POM)、シリコーンゴム、さらには、これらのうちの2種以上を組合せたもの(ポリマーアロイ、ポリマーブレンド、積層体等)が挙げられる。
固定部材103は、送液シール部102を第2ハウジング101に対して固定する筒状の部材である。固定部材103は、第2ハウジング101の近位側から第2空間部105の内部に向かって入り込んでいる。固定部材103の遠位端は、送液シール部102の近位側の面に接触して、送液シール部102を支持している。
次に、第1実施形態に係る医療デバイス10の使用方法を、図4に示すフローチャートを参照しつつ説明する。ここでは、当該使用方法を、血管内の血栓等の病変部を破壊して吸引する場合を例として説明する。
初めに、術者は、ガイドワイヤWを血管に挿入し、病変部Sの近傍へ到達させる。次に、術者は、医療デバイス10の送液ルーメン21に、ガイドワイヤWの近位端を挿入する。この後、図5(A)に示すように、ガイドワイヤWをガイドとして、医療デバイス10の切削部40を、病変部Sの近傍まで移動させる(ステップS10)。
次に、術者は、スイッチ63を操作し、送液および吸引を開始する(ステップS11)。すなわち、術者は、外部の送液源11および吸引源12を作動させる。これと同時あるいは一定時間の経過後、駆動シャフト20を介して切削部40を回転させる(ステップS12)。この動作は電気ケーブル66に接続された装置によって制御したり、ハブ部60内に制御部を設けて制御したりすることができる。これにより、術者は、病変部Sを切削できる(ステップS13)。
術者は、図2に示すように、切削部40の位置を周方向へ変更したい場合に、操作部70を操作することができる。術者は、操作部70を操作する前に、回転規制部80の規制操作部81を近位側へ移動させる(ステップS14)。これにより、突起部82が操作部70の係合部73から抜ける。このため、操作部70が回転可能となる。次に、操作ダイヤル71を回転させると、第1支持部67に支持されている操作部70が回転する。これにより、外管30が回転する。外管30を回転させると、外管30の湾曲部34の方向が変わり、図5(B)に示すように、切削部40の位置を変更できる。したがって、大きく回転させることが困難なハブ部60の全体を回転させることなく、切削部40の方向を変更しつつ切削できる(ステップS15)。さらに、術者は、ハブ部60の全体または体外に露出した外管30を移動させて、外管30を、血管の長尺方向に沿って往復移動させる。これにより、図5(C)に示すように、切削部40により、病変部Sを血管の長尺方向に沿って切削できる(ステップS16)。
術者が操作部70を操作する際には、図2に示すように、操作部70に指から力が作用する。操作部70は、第1支持部67により支持されている。さらに、操作部70が固定されている外管30は、第1シール部92および第2支持部93により支持されている。このため、第1シール部92と外管30の位置が適切に維持される。したがって、第1シール部92の密封が適切に維持され、第1ハウジング91と外管30の間から空気が第1空間部95に流入することが抑制される。
送液が開始されると、送液口104から第2空間部105に流入した生理食塩液が、駆動シャフト20の近位通過部28を通過して、送液ルーメン21に入る。なお、駆動シャフト20と第2ハウジング101の間は、送液シール部102により密封されている。このため、第2空間部105の生理食塩液は、駆動シャフト20と第2ハウジング101の間から外部へ流出し難くなる。したがって、第2空間部105は、高い送液圧力を維持できる。
送液ルーメン21に入った生理食塩液は、遠位側へ移動する。なお、駆動シャフト20の外側には、近位側内管51が位置している。このため、送液ルーメン21の内部の生理食塩液は、吸引ルーメン31へショートカットすることなく、中央通過部27まで効果的に移動できる。送液ルーメン21の内部の生理食塩液の一部は、中央通過部27まで到達すると、吸引ルーメン31へ移動する。
送液ルーメン21の内部の生理食塩液の残りは、さらに遠位側へ移動し、図3に示すように、放出開口部29から切削部40の内部を通って血管内に放出される。血管内に入った生理食塩液の一部は、血液および切削された物体と共に、外管30の吸引ルーメン31へ吸引される(ステップS17)。吸引ルーメン31に入った物体および流体は、吸引ルーメン31を近位側へ移動する。吸引ルーメン31に入った流体は、図2に示すように、中央通過部27で合流する生理食塩液によって薄められる。このため、吸引ルーメン31内で血栓が形成されることを抑制し、吸引物の粘度を低下させることで吸引量を増大させることができる。したがって、医療デバイス10の吸引力の低下や損傷を抑制しつつ、吸引性能を高められる。また、医療デバイス10内に形成された血栓が、生体管腔内に流出することを抑制できる。吸引ルーメン31に入った流体は、吸引部90の第1空間部95へ到達すると、吸引口94から外部の吸引源12へ放出される。なお、吸引部90の第1ハウジング91と外管30の間は、第1シール部92によって密封されている。このため、第1ハウジング91と外管30の間から空気が流入することを抑制できる。このため、第1空間部95の吸引圧力の低下を抑制できる。このときの吸引圧力は、絶対真空0kPaに対して、0~90kPa、好ましくは0kPa~50kPaである。
病変部Sの切削および吸引が完了した後、術者は、スイッチ63を押す。これにより、駆動シャフト20の回転が停止され、切削部40による切削が停止される(ステップS18)。これと同時または一定時間の経過後、送液および吸引を停止させる(ステップS19)。すなわち、外部の送液源11および吸引源12を停止させる。この動作は電気ケーブル66に接続された装置によって制御したり、ハブ部60内に制御部を設けて制御したりすることができる。この後、医療デバイス10を血管から抜去し、処置が完了する(ステップS20)。
以上のように、第1の実施形態に係る医療デバイス10は、生体管腔内の物体を除去する医療デバイス10であって、回転可能である駆動シャフト20と、駆動シャフト20を回転可能に収容する外管30と、駆動シャフト20の遠位部に固定されて物体を切削する切削部40と、駆動シャフト20および外管30の近位部が配置されるハブ部60と、を有し、ハブ部60は、外管30の外周面に固定されて外管30を回転させる操作部70と、操作部70を回転可能に支持する第1支持部67と、流体を外部へ放出する吸引口94が形成され、当該吸引口94に外管30の吸引ルーメン31が連通する第1ハウジング91と、第1ハウジング91および外管30の間、または、第1ハウジング91および操作部70の間に配置される第1シール部92と、を有し、第1支持部67と第1シール部92が軸方向に沿って並んで配置される。
上記のように構成した医療デバイス10は、外管30の向きを変える回転操作時に指から力が作用する操作部70が第1支持部67により支持されるため、外管30の回転中心が安定する。さらに、第1シール部92も外管30を支持するため、外管30の回転中心がさらに安定する。これにより、外管30を回転させる際に、第1シール部92の外管30または操作部70に対する密着性の低下を抑制できる。このため、第1シール部92から第1ハウジング91の内部への空気の流入を抑制でき、吸引ルーメン31の吸引圧力を適切に維持できる。したがって、医療デバイス10は、生体管腔内で切削部40の位置を変更しつつ、切削した物体を良好に吸引できる。また、外管30の軸方向に沿って、第1支持部67と第1シール部92が並んで配置されることにより、外管30の回転中心をさらに安定させることができる。
また、第1支持部67は、第1シール部92に対して遠位側に配置される。これにより、第1シール部92は、操作部70から強い力が作用する第1支持部67の近位側で、第1支持部67を補助するように、外管30を効果的に支持できる。したがって、外管30の回転中心が安定し、かつ第1シール部92の密封性が損なわれ難い。
また、ハブ部60は、第1ハウジング91および第2ハウジング101を収容するケーシング61を有し、第1支持部67は、ケーシング61の一部である。これにより、回転操作される操作部70がケーシング61に支持されるため、操作部70を操作しやすくなる。また、第1ハウジング91および第2ハウジング101を収容するケーシング61によって操作部70が支持されるため、操作部70が、第1ハウジング91および第2ハウジング101に対して適切な位置を維持しやすい。このため、第1支持部67が操作部70を効果的に支持でき、外管30の回転中心が安定する。
また、ハブ部60は、第1支持部67よりも近位側に第2支持部93を有し、第2支持部93は、外管30を第1ハウジング91に対して回転可能に支持する。れにより、第1支持部67および第2支持部93が、外管30の回転中心を安定させる。このため、操作部70の回転操作時において、第1シール部92の外管30または操作部70に対する密着性の低下を効果的に抑制できる。
また、第2支持部93は、第1シール部92よりも近位側に位置する。これにより、第1支持部67および第2支持部93が、第1シール部92を軸方向に挟む位置関係となる。このため、操作部70の回転操作時において、第1シール部92の外管30または操作部70に対する密着性の低下をさらに効果的に抑制できる。
また、第1支持部67の操作部70に対する接触面積は、第2支持部93の操作部70または外管30に対する接触面積よりも大きい。これにより、回転操作時に指から操作部70に作用する力を、接触面積の大きい第1支持部67により効果的に受け止めることができる。これにより、第1シール部92の外管30または操作部70に対する密着性の低下を効果的に抑制できる。
また、医療デバイス10は、操作部70の第1ハウジング91に対する回転を規制する回転規制部80を有する。これにより、操作部70の回転を規制して、生体内の外管30や切削部40の位置を、望ましい位置で固定できる。
また、医療デバイス10は、前記吸引口94に接続されて能動的に吸引を行う吸引源12を有する。これにより、医療デバイス10は、吸引圧を高め、吸引力を安定化・向上させることができる。
また、外管30の近位部の外表面の少なくとも一部は、遠位部の外表面に比べて高摩擦である。これにより、術者が、外管30を把持して、操作部70の回転トルクが医療デバイス10の遠位側に伝わるように支持することができ、あるいは外管30自体に回転トルクを作用させることが容易である。
また、ハブ部60は、駆動シャフト20を回転させる中空モータである駆動部62を有し、記駆動シャフト20は駆動部62を貫通し、駆動シャフト20の回転軸と駆動部62の回転軸は一致する。これにより、駆動シャフト20の回転を高精度化・安定化させることができる。また、ハブ部60が小型化し、術者が片手でハブ部60を操作できる。
また、本発明は、処置方法(治療方法)をも提供する。当該処置方法は、生体管腔内の病変部Sを切削する切削部40が駆動シャフト20の遠位部に設けられ、駆動シャフト20を回転可能に収容する外管30により切削した病変部Sを吸引可能な医療デバイス10による処置方法であって、切削部40を病変部Sの近傍まで移動するステップS10と、外管30の内部に吸引圧力を作用させるステップS11と、曲がっている外管30を回転させて生体管腔内の切削部40の位置を変更するステップS15、S16と、駆動シャフト20を回転させて切削部40により病変部Sを切削するステップS15、S16と、切削された病変部Sを外管30の遠位部から吸引するステップS17と、医療デバイス10を生体管腔から抜去するステップS20と、を有する。
上記のように構成した処置方法は、医療デバイス10の曲がっている外管30を回転させて切削部40の位置を変更できるため、生体管腔内の広い範囲の病変部Sを、効果的に切削して除去できる。
また、前記切削するステップにおいて、生体管腔内で曲がっている外管30を回転させつつ切削部40により病変部Sを切削してもよい。これにより、曲がっている外管30の回転によって切削部40の位置を周方向へ効果的に変更しつつ、病変部Sを切削できる。したがって、生体管腔内の広い範囲の病変部Sを切削部40により効果的に切削して除去できる。
また、前記切削するステップにおいて、曲がっている外管30を回転させて切削部40の周方向の位置を位置決めした後に、外管30を生体管腔の長尺方向に沿って往復移動させてもよい。これにより、生体管腔内の長尺方向の広い範囲の病変部Sを、切削部40により効果的に切削して除去できる。
また、前記切削するステップにおいて、駆動シャフト20の内腔である送液ルーメン21を介して流体を遠位側へ送液してもよい。これにより、駆動シャフト20の送液ルーメン21を利用して流体を遠位側へ供給しつつ、切削した病変部Sを吸引できる。このため、切削した病変部Sを、供給した流体とともに効果的に吸引して除去できる。
<第2実施形態>
第2実施形態に係る医療デバイス110は、図6、7(A)に示すように、回転規制部130の構成が、第1実施形態に係る医療デバイス10と異なる。なお、第1実施形態と同様の機能を有する部位には、同一の符号を付し、説明を省略する。
医療デバイス110の操作部120は、軸直交断面が多角形の多角部121を有している。多角部121の外周面に形成される複数の面は、係合部122である。
回転規制部130は、ケーシング61の遠位部から遠位方向へ突出する板バネ状の弾性部131と、弾性部131から突出する突起部132を備えている。弾性部131は、ケーシング61から多角部121の外側まで延在している。突起部132は、弾性部131から多角部121に向かって突出し、係合部122に当接している。弾性部131は、突起部132を、係合部122に向かって付勢している。
術者が操作ダイヤル71を回転させると、図7(B)に示すように、突起部132の係合部122に対する接触位置が変化する。突起部132が、2つの係合部122の境界、すなわち多角形の角部123を乗り越える際に、弾性部131が最も撓む。このため、突起部132が角部123を乗り越える際に、操作部120の回転抵抗が最も大きくなる。したがって、術者が操作ダイヤル71の回転操作を停止すると、突起部132は次の角部123を乗り越えず、回転が規制される。したがって、回転規制部130は、操作部120および外管30の回転を、ケーシング61および第1ハウジング91に対して規制できる。これにより、術者が操作部120を操作しない状態では、切削部40の位置が適切に保持される。このため、医療デバイス110の操作性が向上する。
<第3実施形態>
第3実施形態に係る医療デバイス140は、図8に示すように、補助ハウジング150が設けられる点で、第1実施形態に係る医療デバイス10と異なる。なお、第1実施形態と同様の機能を有する部位には、同一の符号を付し、説明を省略する。
医療デバイス140は、ハブ部60の第1ハウジング91の遠位側に、補助ハウジング150を備えている。補助ハウジング150は、外部から液体を送液される補助送液口152と、補助送液口152に連通する補助空間部153とを備えている。補助空間部153は、第1ハウジング91の第1シール部92の遠位側に位置している。補助空間部153の内部には外管30、内管50および駆動シャフト20が貫通している。補助空間部153の遠位側には、第2シール部154が配置されている。
第2シール部154は、補助空間部153の遠位部で、補助ハウジング150と外管30の間に位置している。第2シール部154は、補助空間部153の内部の加圧された液体が、外部へ流出することを抑制する。さらに、第2シール部154は、外管30を支持している。第2シール部154は、寸法精度が高く、面性状が滑らかであり、かつ柔軟性(密着性)が高い。これにより、第2シール部154は、接触する対象に対して、高い寸法精度で隙間なく密着し、密封性に優れる。第2シール部154の構成材料は、例えば天然ゴム、合成ゴム、シリコーン樹脂等が挙げられる。
補助送液口152は、送液ポート64に接続される補助ポート155から送液される。補助ポート155からの液体供給量が過多になると、第2シール部154を介して液体が必要以上に流入する。その結果、医療デバイス140の遠位端からの吸引量が減り、本来あるべき吸引性能が低下する。補助ポート155は、送液ポート64よりも流路が狭い。このため、補助ポート155の圧力損失により、補助送液口152に到達する液体は、送液部100の送液口104に到達する液体よりも少ない。したがって、補助送液口152を液体を供給しつつも、その供給が過多にならず、医療デバイス140の遠位端からの吸引量を損なうことなく治療ができる。同時に、送液部100の第2空間部105を液体で満たすことができる。
吸引部90で吸引が開始されると、吸引された病変部等の物体や液体が、吸引ルーメン31を通って、吸引部90の第1空間部95へ到達する。第1空間部95に到達した物体や液体は、吸引口94から外部の吸引源12へ放出される。吸引部90の第1ハウジング91と外管30の間は、第1シール部92によって密封されている。このため、第1ハウジング91と外管30の間から空気が流入することを抑制できる。また、第1シール部92の遠位側には、補助空間部153が設けられている。補助空間部153は、補助ポート155を介して補助送液口152から供給された生理食塩液等の液体が満たされている。そして、補助空間部153の液体は、外管30と接する第1シール部92および第2シール部154により密封されている。したがって、仮に、第1シール部92の密封性が低下しても、第1シール部92と外管30の間の隙間を通って第1空間部95に入る流体は、空気ではなく、補助空間部153を満たしている液体である。このため、第1空間部95に空気が流入することを抑制できる。したがって、第1空間部95の吸引圧力の低下を確実に抑制できる。
なお、補助空間部153は、流体が密封された状態で補助送液口152が塞がれていてもよい。また補助空間部153をプライミングしやすいように、第1シール部92および第2シール部154の少なくとも一方は、密封性が低く、液体を流通させやすくてもよい。
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において当業者により種々変更が可能である。例えば、医療デバイスが挿入される生体管腔は、血管に限定されず、例えば、脈管、尿管、胆管、卵管、肝管等であってもよい。したがって、破壊する物体は、血栓でなくてもよい。
また、第1ハウジング91、第2ハウジング101および補助ハウジング150は、一体的に形成されてもよい。
また、吸引部90の吸引口94は、吸引源12に接続されず、大気に開放されてもよい。このような構成であっても、生体管腔内の圧力が大気圧よりも高い場合、吸引部90は、生体管腔内の物体を吸引できる。
なお、本出願は、2018年3月28日に出願された日本特許出願番号2018-062327号に基づいており、それらの開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
10、110、140 医療デバイス
11 送液源
12 吸引源
20 駆動シャフト
30 外管
34 湾曲部
40 切削部
60 ハブ部
61 ケーシング
67 第1支持部
70、120 操作部
80、130 回転規制部
90 吸引部
91 第1ハウジング
92 第1シール部
93 第2支持部
94 吸引口
95 第1空間部
100 送液部
101 第2ハウジング
102 送液シール部
104 送液口
105 第2空間部
150 補助ハウジング
152 補助送液口
153 補助空間部
154 第2シール部

Claims (12)

  1. 血管内に挿入されて血栓、プラーク、アテロームまたは石灰化病変を除去する医療デバイスであって、
    回転可能である駆動シャフトと、
    前記駆動シャフトを回転可能に収容し、近位端に前記駆動シャフトが近位側へ導出される基端開口部が形成された外管と、
    前記駆動シャフトの遠位部に固定されて物体を切削する切削部と、
    前記駆動シャフトおよび外管の近位部が配置されるハブ部と、を有し、
    前記ハブ部は、
    ケーシングと、
    前記外管の近位部の外周面に固定されて前記外管を回転させる操作部と、
    前記ケーシングの遠位部に配置されて前記ケーシングに対して前記操作部を回転可能に支持する第1支持部と、
    前記ケーシングに収容され、流体を外部へ放出する吸引口および前記吸引口に連通する第1空間部が形成され、前記外管の基端開口部が前記第1空間部の内部に配置されて前記吸引口に前記外管の吸引ルーメンが連通し、前記駆動シャフトが貫通するハウジングと、
    前記ハウジングの前記第1空間部よりも遠位側の部位の内側表面および外管の外側表面の間、または、前記ハウジングの前記第1空間部よりも遠位側の部位の内側表面および操作部の外側表面の間に配置される第1シール部と、を有し、
    前記第1支持部と前記第1シール部が軸方向に沿って並んで配置される医療デバイス。
  2. 前記第1支持部は、前記第1シール部に対して遠位側に配置される請求項1に記載の医療デバイス。
  3. 前記第1支持部は、前記ケーシングの一部である請求項1または2に記載の医療デバイス。
  4. 前記ハブ部は、前記ハウジングの内部の前記第1支持部よりも近位側に第2支持部を有し、
    前記第2支持部は、前記外管の外周面と摺動可能な内周面を有し、当該内周面により前記外管を前記ハウジングに対して回転可能に支持する請求項1~3のいずれか1項に記載の医療デバイス。
  5. 前記第2支持部は、前記第1シール部よりも近位側であって前記外管の基端開口部よりも遠位側に位置する請求項4に記載の医療デバイス。
  6. 前記第1支持部の前記操作部に対する接触面積は、前記第2支持部の前記操作部または外管に対する接触面積よりも大きい請求項4または5に記載の医療デバイス。
  7. 前記ハウジングは、前記第1シール部よりも遠位側に補助空間部が形成され、
    前記補助空間部は、液体を供給される補助送液口を有し、
    前記ハウジングの前記補助空間部よりも遠位側の部位の内側表面と前記外管の外表面との間に第2シール部が配置される請求項1~6のいずれか1項に記載の医療デバイス。
  8. 前記操作部の前記ハウジングに対する回転を規制、前記ケーシングに対して軸方向へ摺動可能であり、前記操作部に対して接触または離間可能な突起部を備えた回転規制部を有し、
    前記回転規制部は、前記ケーシングに対して軸方向へ摺動して前記突起部が前記操作部から離れることで前記操作部を前記ハウジングに対して回転可能とし、
    前記回転規制部は、前記ケーシングに対して軸方向へ摺動して前記突起部が前記操作部に対して接触することで当該操作部の前記ハウジングに対する回転を規制する請求項1~7のいずれか1項に記載の医療デバイス。
  9. 前記操作部の前記ハウジングに対する回転を規制する、前記ケーシングから突出して弾性的に変形可能な弾性部および当該弾性部から突出して前記操作部に対して接触可能な突起部を備えた回転規制部を有し、
    前記回転規制部は、前記突起部が前記操作部に接触した状態から前記弾性部が変形することで前記操作部を前記ハウジングに対して回転可能とし、
    前記回転規制部は、前記突起部が前記操作部に対して接触することで前記操作部の前記ハウジングに対する回転を規制する請求項1~7のいずれか1項に記載の医療デバイス。
  10. 前記吸引口に接続されて能動的に吸引を行う吸引源を有する請求項1~のいずれか1項に記載の医療デバイス。
  11. 前記外管の近位部の外表面の少なくとも一部は、遠位部の外表面に比べて高摩擦である請求項1~10のいずれか1項に記載の医療デバイス。
  12. 前記ハブ部は、前記駆動シャフトを回転させる中空モータである駆動部を有し、
    前記駆動シャフトは前記駆動部を貫通し、前記駆動シャフトの回転軸と前記駆動部の回転軸は一致する請求項1~1のいずれか1項に記載の医療デバイス。
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