JPH03146044A - 使捨て可能な腔内用超音波装置 - Google Patents

使捨て可能な腔内用超音波装置

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JPH03146044A
JPH03146044A JP2275521A JP27552190A JPH03146044A JP H03146044 A JPH03146044 A JP H03146044A JP 2275521 A JP2275521 A JP 2275521A JP 27552190 A JP27552190 A JP 27552190A JP H03146044 A JPH03146044 A JP H03146044A
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mirror
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 炎血豆１ 本発明は、使捨て可能な腔内用超音波装置に１９１し、
これは、内部に音波変換器を有するカテー　チルと、音
波を外方に組織へ向け、またエコー・音を受けてこのエ
コー音を変換器へ与えて可視表示器へ送る回転可能な音
響ミラーとを有し、可視表示器は、組織の超音波画像を
表示し、これによって”組織の構造ないしは組立て、た
とえば堅固が柔軟かを判定することができる。より詳細
には本発明は、そのような装置であってカテーテル先端
部の直径が３開以下で内部に音響ミラーを回転させる非
常に小さな電気モータを有するものに関し、変換器は、
音波を音響ミラーに６０　ＭＨｚ以下の周波数で与える
。
症」すＬ也 これまでオランダ特許出願筒８７．００６３２号では。
内部に回転可能な音響ミラーを備えたカテーテル先端部
、または内部に音響ミラーを有する回転可能なカテーテ
ル先端部を有するカテーテルを提供することが提案され
ている。回転可能な音響ミラーからカテーテルの近端ま
で可撓性駆動軸が伸び、これはカテーテルの外に位置す
る適当なモータにより駆動される。カテーテル先端部に
は回転可能な音響ミラーと反対側に変換器が装着されて
いる。カテーテル先端部内の音響ミラーまたはミラーを
担持した先端部を回転させると、変換器によって放射さ
れた高周波の超音波振動すなわち音波が回転する路とし
て様々な方向に放出され、またこの音波のエコーが音響
ミラーによって、そしてさらに変換器によって受波され
、表示器に送られる。そこで、カテーテル先端部の周囲
の領域の画像が形成さね、これは脈管における組織また
は細い強調部分を含むことがある７ 上述のカテーテルを有する装置の問題点は、可撓性駆動
軸がかなり長く、すなねち少なくともカテーテル先端の
長さほどあることである。この装置では、可撓性駆動軸
によってねじれのない回転力を供給し、そのような長い
可撓性駆動軸を故障なく長時間にわたって駆動すること
が困難である。
以下に詳細に述べるように、本発明は、カテーテル先端
部に小さいモータを設け、カテーテル先端部内の音響ミ
ラーに結合された短い駆動軸を駆動することによって、
長い駆動軸の問題を有さない腔内用超音波装置を提供す
る。
オランダ特許出願筒８７゜００６３２号では、カテーテ
ル先端部に、またはその近傍に流体で駆動されるタービ
ンを設け、このタービンの短い駆動軸を回転回能な音響
ミラーに結合することが提案されている。
これまで欧州特許出願筒０１３９５７４号には、１つの
実施例の内視空洞プローブの遠端にモータが装着された
内視プローブを提供することが提案されている。このモ
ータはミラーを回転させ、これは変換器で１？！ｌ射さ
れた信号を反射する。
このプローブは生体の器官等の診断に使用される。この
プローブはいくらか体積と寸法が大きく、生体空洞に挿
入することを企図しているので、脈管や動脈の内部に挿
入するのに適していない。また、カテーテル先端部内の
モータの直径が３　ｍｍ以下であることも教示されてい
ない。
サカイ（Ｓａｋａｉｌのドイツ公開公報ＤＥ　３２１９
１１８Ａｌには、回転可能なミラーに装着された金属ハ
ウジングと、ミラーを回転させるモータとを有する内視
鏡が開示されている。光ファイバも内視機能用に設けら
れる。
この特許公開公報には、直径が３ｍ−以下であって、カ
テーテル先端部の変換器付近に位置する音響ミラーを回
転させるモータが内部に装着されたカテーテル先端部は
、開示も示唆もされていない。
ニゲルトン他ｆＥｇｇｌｅｔｏｎ　ｅｔ　ａｌｌの米国
特許第４．５４６．７７１号には音響顕微鏡が開示され
、これは高周波音響ビームを送受波可能で針の内部に位
置する変換器を有する。この特許では、ｔｏｏ　Ｍ＋Ｉ
ｚ〜４（１０ＭＩＩｚ、好ましくは５００　Ｍｌ（ｚ以
上の周波数を使用することが教示されている。これらの
周波数では、本発明の腔内用超音波装置で用いられるよ
うな６０　ＭＨｚ以下の周波数で得られる必要な深さは
生じない。
この特許では、針に装着された小さい電磁石および永久
磁石の配置によって回転部材を回転させることが教示さ
れている。この特許の針は、生検法用の組織に挿入でき
るだけであり、本発明のカテーテル先端部のようにカテ
ーテル先端部の周囲の領域、とくにカテーテル先端部の
周囲にある組織または細い強調部分の診断用のための血
管への挿入には適用されず、また血管への挿入を企図し
てらいない。
良ｌ」月匙主 本発明によれば、小さな横断面を有する血管および同様
な腔の診断および（または）処置のための使捨て可能な
腔内用超音波装置が提供される。
この装置はカテーテルを含み、このカテーテルは１本体
と、腔内に導入可能な遠端および遠端部を有する先端部
と、近端部とを含み、このカテーテルは、直径が３　ｍ
ｍ以下であり、先端部に回転可能な部材と、先端部にあ
って回転可能な部材に結合されて回転可能な部材を選択
された回転速度で回転させる小型モータと、音波を６０
　ＭＨｚ以下の周波数で発生して前記回転可能な部材に
供給する手段を含む。
ｌ眞奥里羞Ｉ 次に添付図面を詳細に参照すると、第１図にはカテーテ
ルｌが示され、これは、たとえばプラスチック材料など
の適当な使捨て可能な材料からなる細い可撓性管の形を
とり、これは使捨て可能な腔内用超音波装置ビの一部を
形成している。管ｌの直径は２．７１以下であり、本装
置を冠状動脈の診断や処置に使用する場合は、たとえば
０．６２　ｍｍとなる。
たとえばプラスチック材料などの適当な材料の小さいキ
ャップ２が可撓性管ｌの遠端部に固定され、カテーテル
先端部２°を画成している。キャップ２は、超音波を送
波して送波放射のエコーを受波する手段を本装置に設け
る場合は、超音波放射すなわち音波に透明な材料からな
る。いずれにせよキャップ２は、この超音波放射がキャ
ップ２を透過できる窓を有する。
可撓性管ｌの遠端には円筒状のモータ３が固定され、モ
ータ３は実質的にカテーテル管ｌの軸と同心である。
本装置ｌ°のこの実施例では、モータ３はカテーテル先
端部２°の遠端からある距離に配置されている。
駆動軸４がモータ３から伸びてその一部をなし、これは
モータ３によって駆動される。
本装置ｌ゛のこの実施例では１回転可能な部材は回転可
能な音響ミラー５であり、これは、駆動軸４に装着され
て鏡面６を有する。鏡面６は、カテーテル管１の軸線と
ある角度で交差する面内にあり、モータ３の駆動軸４の
軸線とも交差する。
ミラー５は、モータの動作中は駆動軸４とともにその上
で回転する。
モータ３は、６００〜４．０００　ｒｐｍ、たとえば１
２００　ｒｐｉ、　１．８０ｏｒｐｍ、　３．６０Ｏｒ
ｐｍで駆動できる。
このモータの回転速度は、本装置ｌ°の接続されている
表示器上のラスタに関係している。
カテーテル管２の遠端部内には７モータ３とミラー面６
との間にミラー６と反対側に、すなわちこれに面して変
換器７が装着されている。
図示のように、変換器７は貫通する中央通路すなわちチ
ャネル８を有し、これを通して駆動軸４が伸びる。
正確に選定された周波数で超音波が変換器７によって鏡
面６へ送波され、鏡面６で外方向に全体的に矢印９で示
す方向に反射される。この反射された放射波束９は、キ
ャップ２内に形成されまたはこれによって画成された窓
を通して、カテーテル先端部２゛から放出される。
超音波が、カテーテルを動脈に装填した場合、たとえば
動脈壁などの障害物で反射されると、そこで反射された
信号、すなわちエコー信号が窓を通過し、鏡面６に入射
して変換器７で反射すな２′・ち受波される。この反射
された音波はそこで５変換２３７によって可視表示器に
供給され、カテーテル先端部２゛の周囲の領域、および
その領域の材料の超音波像を可視表示２ｇに表示するこ
とがでおる。この表示器のラスタがｓＷミラー５の回転
速度と整合している。音波の動作周波数によりで、この
超音波像の領域の深さが決まる。
メガヘルツの周波数領域で（ｊｌ、低い方の周波数、た
どえば１０　ＭＨｚ以下でＬｉ、領域の深さが増づが、
解像度は満足できない程度になることが２）かった。一
方、４５　ＭＨｚと６［Ｉ　ＭＨｚの間の周波数では、
良好な解像度を生ずるが、領域の深さが浅くなることが
わかった。したがって、本発明の３’５　Ｅｌ゛では、
変換器７で発生する超音波は、６０　ＭＨｚ以下、標準
的には１５　＆４Ｈｚから４５　ＭＨｚの領域、好まり
。
くは約３０　ＭＨｚの周波数で発生される。
超音波画像がカテーテル先端部２°の周囲の領域でエコ
・−すなわち超音波放射によって形成できる様子は、オ
ランダ特許出願第８７．００６３２号に記載され、その
開示内容をここに引用する。
モータ３は、好ましくは多極マイクロ同期モータである
、モータ３用の電源はカテーテル管１の外部に置くこと
ができ、モータ３は電源へ１対の導電線１０および１１
によって接続される。これらの導電線ＩＯおよび１１は
、カテーテル管１の内部を通って電源とそれが接続され
ているモータ３との間に伸びでいる。導電＄１９１０は
電流供給線ｌＯとし。
ＪＪ電線１１は電流排出、接地すなわち共通線１１とし
てよい。
また、変換器７に対して電気信号を送る導電線１２およ
び１３がカテーテル管ｌの内部で、導電線１２および１
３の遠端における変換器７と導電線１２および１３の駆
動近端における表示器との間に伸びている。
第２図に示す使捨て可能な腔内用超音波装置１”の実施
例では、モータ３がキャップ２の外０！ｌ　Ｊ　戎部３
”に装置されている。この実施例では　駆動軸４がモー
タ３から近端方向に伸び、これに鏡面６が装着されたミ
ラー５を有する。したがって変換２３７は、ミラー５に
近く、鏡面６の反対側に、寸なわちこれに面して可撓性
カテーテル管Ｉの内部でその遠端に装着されている。
端部キャップ２およびモータ３は、一体のユニットとし
て構成でき、したがって可撓性カテーテル管ｌの遠端に
鏡面６の周囲のキャップ２の周縁領域の厚さを減らして
、鏡面６で反射される超音波束９がキャップ２の薄い壁
を通過でき、（Ｊ　ｆ、’−。
かって反射された音波すなわちエコーがキャップ２の薄
い壁を通って戻れることがわかる。モータ３田の４電線
１０ｉ３よび１１．ならびに変換器７用の導電線１２お
よび１３は、ここでも第１図に示す装置ｌ゛の実施例の
ようにカテーテル管ｌの内部を通って伸びている。
第３図を参照すると１本発明の使捨て可能な腔内用超音
波装置１”のさらに他の実施例がこれに示されている。
この実施例すなわち装置１″°は、キャップ２の遠端部
３”°に装着された変換器７を有する。したがってモー
タ３は、第１図における装置ｌ゛の実施例と全く同じよ
うにカテーテル管１の遠端部に装着されている。そこで
、鏡面６を有するミラー５は、第２図に示すミラー５と
同様に変換″Ａ！ｊ１７とモータ３の間に装着され、鏡
面６は変換器７に面し、音響ミラー５はモータ３の駆動
軸４に装着されている。
このように、第１図および第２図では、鏡面６がカテー
テル端部２°の近端方向に面し、第３図では、鏡面６が
カテーテル端部２”の遠端方向に面ししている。
第３図に示す装置ｌ”ではまた、毛細管１４がモータ３
．駆動軸４、ミラー５．変換器’７ｂよびキャップ２の
遠端部３”°の遠端に配列された適当な孔を通って伸び
ている。これはまた、モータ３の近端でカテーテル管ｌ
内に装着された電子スイッチ１５も通過している。
この構造の本装置ｌ”の場合、カテーテル管ｌすなわち
毛細管１４を通して案内線を挿入することができる。こ
れは、様々な公知のカテーテル法用にキャップ２の遠端
部３”°の遠端を越えて突き出す。
電子スイッチ１５は集積スイッチであり、変換器７で検
出された反射信号すなわちエコー信号を増幅してからこ
れを導電線１２および１３を通して可視表示器へ転送す
る回路を含む。
また、モータ３への導電１１１１０および１１．ならび
に変換器７への４電線１２および！３を一緒に使用して
、内腔内におけるカテーテルの位置、すなわち周囲の領
域に対するカテーテル先端２の相対的位置を決める手段
とすることができる。
第１図に示す装置ｌ゛において導電線１２および１３は
、変換器７からカテーテル管ｌの遠端部を通過し、すな
わちこれに埋め込まれ、導電線ＩＯおよび１１は、モー
タ３から近端方向に伸びている。
第２図に示す装置１”において導電線ｌ口および１１は
、カテーテル先端２の遠端部３”°に固定され、放射音
波および反射音波９の経路と交差して、すなわち交わっ
て、次にカテーテル先端部ｌの遠端部を通り、カテーテ
ル管ｌの内部まで伸びている。したがって、導電線ｌＯ
および１１のミラー５の近傍の部分は、可視表示器に表
示できるので、内腔または血管の診断領域に対するカテ
ーテル先端部の位置が判別できる。
同様に、導電線１ｚｉ３よび１３のキャップ２内でミラ
ー５の近傍で伸びる部分の位置は、可視表示器に表示で
き、内腔または血管の診断領域に対するカテーテル先端
部２”の向きおよび位置が判別できる。
この配向方法は、オランダ特許出願筒８９．０１０８４
号に記載の配向方向に相当し、その開示内容をここの引
用する。
第１図〜第３図に示す実施例ｔ’、　ｔ”、１”の上述
の記載から、モータ３、ミラー５および変換器７のそれ
ぞれに位置を所望に変えてよいことがわかる。
鏡面６には、カテーテル軸に対してオラング特許出願第
８７．００６３２に教示のような方法で角度をもたせる
。
第１図に示す実施例では、変換器７は中央路８を何し、
これを通って駆動軸４が伸びることができる。
腔内用超音波装置１゛、ｌ”、ｌ“のモータ３は実質的
に適当な形状の円筒状であり、長さが約６　ｍｍを下回
り、好ましくは約４　ｍｍを下回り、直径は約２．４ｍ
ｒｎ以下、好ましくは約１　ｍｍ以下である。
また、上述のように、導電線などの素子の位置を利用し
て、周囲の領域に対するカテーテル先端部の向きを判別
することができ、これはオランダ特許出願筒８９．０１
８４号に教示されている。
本装置１’、　ｌ”または！°°°は、動脈または静脈
の内部の診断を行なう装置、または、診断の最中でさえ
、妨害法を使用して、たとえばプラークを破壊する装置
に、適当な方法で固定してから診断を行なうことができ
る。
本装置１’、　ｌ”またはｌ“は、たとえばオランダ特
許出願第８７．００６３２号に記載のようなスパーク腐
食法を行なう装置に固定することができる。
水袋ａ＋’、　ｌ”または１”にはまた、脈管形成の分
！ＩＦで周知のバルーン拡張法に用いるバルーンを設け
ることちできる。実際の脈管形成法では、適当なバルー
ンをカテーテル先端部２”の周囲に固定でき、カテーテ
ル管ｌに沿って別なチャネルを形成し、これをバルーン
に接続して、その動作中はこれをふくらまし、その後バ
ルーンを収縮させることができる。
第３図の説明に関して記載したように、中央路すなわち
毛細管１４を設けてカテーテル管１およびカテーテル先
端部２“を通る案内線を受容する。
カテーテル先端部２”において変換器７！３よびミラー
片５が配置されている空間は、主に液体で満たしてから
装置１’、　！”または！”を動作させ、装置ｌ°、１
”または！”°が音響的に確実に動作するようにする。
上述の空間は、真空技術を用いてあらかじめ排気し、液
体を空間内に中央路を通して吸引しておくことができる
。この空間に充填管を通して液体を直接導入し、存在し
ていた空気または他の気体をカテーテル管ｌの適当な排
気路を通して追い出すこともできる。この充填管は、カ
テーテル管ｌ内の別な内腔であってよく、またはカテー
テル管ｌ先端に沿って、ちしくはその中に、設けられて
使用時には引き出すことのできるものであってちよい。
さらに、集積スイッチ１５は、第３図に示すように装置
１’、　ｌ”または１”°のカテーテル管２”でモータ
３および変換器７の近傍に装着できる。この構造の装置
は、変換器７により出力されるエコー信号の増幅を助け
、その後、導電線Ｉ２および１３によって可視表示器に
転送する。この増幅によって、カテーテル先端部２°θ
の、またその上にある、そうでなければ必要なある構体
をなくすことができる。たとえば、カテーテルマントル
の周囲にらせん状に巻回され、ファラデーケージとして
作用させ、カテーテル先端部２°およびカテーテル管ｌ
の内部に導入された金属線を設けることをなくすことが
できるや 本装置ｌ°、１”または１”は、約１．６　ｉｎの直径
を有するフレンチ５号カテーテルと一緒で良好に動作す
る。
さらに、変換器７は、　６０　Ｍｔ（ｚ以下、標準的に
は１５Ｍ１ｌｚおよび４５　ＭＨｚの間のいずれかで、
そして装置θｉ’、　ｔ”または１”°の好ましい使用
では約３０　ＭＨｚ。
で、音波を送波するように構成し、配置し、動作させる
。
使用する周波数、とくに約３０ＩＪＨｚでは、少なくと
もｌ／２インチ（約１２．７　ｍｍ　）のの深さの領域
を有する超音波画像が良好な解像度で生じ１診断中の組
織または細い強調部分の組立てもしくは構造、たとえば
固い石灰質もしくは柔軟な脂肪質を判定することができ
ることがわかった。さらに、第１図〜第３図を参照して
前述した構造を有する本装置１’、　Ｉ”または１”は
、単純で廉価な方法で構成され、装置ｌ“、ｌ”または
１”°を使捨て可能な装置とすることができる。
上述の記載から、本発明の装置１’、　ｌ”またはｉ”
は、多くの利点を有し、そのくつかを上述し、また本発
明に固有の他のｆす点も有する。したがって本発明の範
囲は、添付の特許請求の範囲に必要な程度にのみ限定さ
れる。
要約すると、血管および同様な腔の診断や処置のための
使捨て可能な腔内用超音波装置は、小さな横断面を有す
る１本装置はカテーテルを含み、これは１本体と、腔内
に導入可能な遠端および遠端部を有する先端部と、近端
部とを含む。このカテーテルは、直径が３ｒａ１１以下
であり、先端部に回転可能な部材と、先端部にあって回
転可能部材に結合されて回転可能部材を選択された回転
速度で回転させる小型モータとを有し、また、音波を６
０　ＭＨｚ以下の周波数で発生して回転可能部材に供給
する手段を含む。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の教示によって構成された使捨て可能
な腔内用超音波装置の一実施例のカテーテル先端部の断
面図、 第２図は、本発明の教示によって構成された他の使捨て
可能な腔内用超音波装置の一実施利のカチーチル先端部
を示す、第１図と同様な断面図、 第３図は、本発明の教示によって構成されたさらに他の
使捨て可能な腔内用超音波装置の一実施例のカテーテル
先端部を示す、第１図と同様な断面図である。 主　。　の、ｅ′のモ日 カテーテル キャップ 円筒状モータ 駆動軸 回転可能な音響ミラー 鏡面 変換器 導電線

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、小さな横断面を有する血管および同様な腔の診断お
    よび（または）処置のための使捨て可能な腔内用超音波
    装置において、該装置はカテーテルを含み、該カテーテ
    ルは、本体と、腔内に導入可能な遠端および遠端部を有
    する先端部と、近端部とを含み、該カテーテルは、直径
    が３ｍｍ以下であり、前記先端部に回転可能な部材と、
    該先端部にあって該回転可能な部材に結合されて該回転
    可能な部材を選択された回転速度で回転させる小型モー
    タと、音波を６０ＭＨｚ以下の周波数で発生して前記回
    転可能な部材に供給する手段を含むことを特徴とする使
    捨て可能な腔内用超音波装置。 ２、請求項１に、記載の装置において、前記モータは、
    前記遠端に向う側を有し、該遠端に向う側に駆動軸を含
    み、前記回転可能な部材は回転可能な音響ミラーであり
    、該音響ミラーは前記遠端部に位置して前記駆動軸に接
    続され、該回転可能な音響ミラーは鏡面を有し、該鏡面
    は、前記駆動軸の軸線、および前記音波を発生する手段
    からの音波の伝搬の軸線と角度をなして交差する平面上
    にあることを特徴とする腔内用超音波装置。 ３、請求項２に記載の装置において、前記音波を発生す
    る手段は変換器を含み、該変換器は、前記先端部におい
    て前記鏡面に面して装着され、内部を前記駆動軸が伸び
    る中央路を有することを特徴とする腔内用超音波装置。 ４、請求項１に記載の装置において、前記モータは、前
    記遠端部に装着され、前記遠端から後方に伸びる駆動軸
    を含み、前記回転可能は部材は回転可能な音響ミラーを
    含み、該音響ミラーは、前記駆動軸に装着され、該音響
    ミラーは、前記駆動軸の軸線、および前記音波を発生す
    る手段からの音波の軸線と角度をなして交差する面を有
    し、該音波を発生する手段は前記先端部において前記鏡
    面に対向して位置することを特徴とする腔内用超音波装
    置。 ５、請求項１に記載の装置において、前記モータは、全
    体として円筒形であり、長さが約６ｍｍ以下であり、直
    径が約２．４ｍｍ以下であることを特徴とする腔内用超
    音波装置。 ６、請求項５に記載の装置において、前記モータは、長
    さが約４ｍｍ以下であり、直径が約１ｍｍ以下であるこ
    とを特徴とする腔内用超音波装置。 ７、請求項１に記載の装置において、前記モータは、前
    記音響ミラーで受波された音波のエコーが供給される可
    視表示器におけるラスタに同期する回転速度で動作し、
    該音響ミラーの回転は該ラスタに依存していることを特
    徴とする腔内用超音波装置。 ８、請求項１に記載の装置において、前記カテーテルは
    、前記モータおよび前記音波を発生する手段に電力を供
    給する導電体を含むことを特徴とする腔内用超音波装置
    。 ９、請求項１に記載の装置において、前記カテーテルは
    中央路を有し、該中央路は、前記音波を発生する手段お
    よび前記駆動軸を通って、さらに前記先端遠端部の遠端
    までも、これを通って伸びていることを特徴とする腔内
    用超音波装置。 １０、請求項１に記載の装置において、前記音波は、約
    １５ＭＨｚおよび約４５ＭＨｚの間の周波数で発生する
    ことを特徴とする腔内用超音波装置。 １１、請求項１に記載の装置において、前記音波は、約
    ３０ＭＨｚの周波数で発生し、前記カテーテル先端の周
    囲の診断中の領域における組織またはプラークなどの物
    体の組立てまたは構造を判定するのに十分な解像度で十
    分な領域の深さを得ることを特徴とする腔内用超音波装
    置。
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